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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO – UFOP
NUGEO - NÚCLEO DE GEOTECNIA DA ESCOLA DE MINAS
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA GEOTÉCNICA
INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA DE MACIÇOS ROCHOSOS
(Ênfase em Sondagem)
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DO DESEMPENHO DA SONDAGEM AOS
PARÂMETROS OPERACIONAIS.
Orientador: Dr. José Agnelo Soares (UFOP/UFCG)
Mestrando: Osvaldo Gonçalves Costa Filho (UFOP/VALE)
OURO PRETO – MG
OUTUBRO DE 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO – UFOP
NUGEO - NÚCLEO DE GEOTECNIA DA ESCOLA DE MINAS
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA GEOTÉCNICA
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DO DESEMPENHO DA SONDAGEM AOS
PARÂMETROS OPERACIONAIS.
OURO PRETO – MG
OUTUBRO DE 2015
iii
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DO DESEMPENHO DA SONDAGEM AOS
PARÂMETROS OPERACIONAIS.
Dissertação apresentada ao Mestrado Profissional
em Engenharia Geotécnica do Núcleo de
Geotecnia da Escola de Minas da Universidade
Federal de Ouro Preto, como parte integrante dos
requisitos para obtenção do título de Mestre em
Geotecnia, área de concentração em Investigação
Geológica / Geotécnica em Maciços Rochosos.
Esta dissertação foi apresentada em sessão pública e aprovada em 30 de outubro de
2015, pela Banca Examinadora composta pelos membros:
Prof. Dr. José Agnelo Soares (Orientador / UFOP)
Dr. Marco Antônio Braga (Vale)
Prof. Dr. Romero César Gomes (UFOP)
iv
CATALOGAÇÃO
v
“Não se pode criar experiência.
É preciso passar por ela.”
Albert Camus
vi
DEDICATÓRIA
Ao meu avô Duca Alves (In Memorian):
Homem exemplar, que sempre apoiou os estudos e prezou pelo conhecimento.
À minha irmã Donária: Educadora nata!
Aos meus netinhos Lucas e Maria: Alegria na minha vida.
vii
AGRADECIMENTOS
O agradecimento maior a Deus, por estar sempre comigo, guiando e abençoando minhas
conquistas.
À minha esposa Rosana, por mais esta jornada, às minhas filhas Carol e Aninha, aos
genros Roney e Guilherme, e principalmente ao meu filho Thiago, que sempre esteve ao
meu lado incentivando e cobrando dedicação desde o início deste mestrado.
Aos meus pais senhor Osvaldo e dona Santa, base da minha vida e que nunca mediram
esforços para nos educar com dignidade. Aos meus irmãos Donária, Joaquim,
Aparecida e Ana Paula pelo amor fraterno, apoio e amizade de sempre. Aos cunhados
(as) e afilhados (as).
À VALE, nas pessoas dos senhores Dr. Marco Antônio da Silva Braga, gerente de
Geotecnia e Henry Francisco Galbiatti, gerente de Exploração/Geologia, não só pela
oportunidade única, mas também pela confiança, pelo apoio e pelo incentivo. Ao
Gustavo Mafra Moreira, supervisor de Aquisição de Dados Geológicos e Infraestrutura
pelas dicas, companheirismo e amizade.
Ao meu orientador, Dr. José Agnelo Soares pela receptividade, atenção dedicada, pela
clareza e objetividade nos comentários e direcionamentos adotados, essenciais para
elaboração desta dissertação.
Ao pessoal do NUGEO, nas pessoas dos senhores Dr. Romero César e Dr. Adilson
Leite, da Jussara e da Viviane pela oportunidade de fazer parte do corpo discente da
UFOP, aos professores do curso de Investigação Geológico-geotécnica em maciços
rochosos, em especial ao professor Normando Duarte de Almeida pela dedicação,
ensinamentos práticos e coleta de dados, imprescindíveis neste projeto. Aos colegas de
mestrado, Igor, Samir e Humberto e todos os outros, pelas experiências de vida e
profissional compartilhadas, pelos momentos de descontração e pelo esforço dispensado
aos trabalhos de grupo. Valeu pessoal!
viii
A toda equipe da Exploração Mineral de Ferrosos, que de direta ou indiretamente
contribuíram para que este trabalho fosse desenvolvido. Especialmente ao Renato
Arcebispo, Priscila Coelho, Mª de Lourdes, Marcelo Aniceto, Carlos Mello e Thiago
Lima. Aos geólogos do complexo Mariana, Adilson Dias e Valéria Ribeiro, pela
disponibilização de material e informações geológicas da área alvo.
Ao Dr. Dionísio Carlos e ao Wanderson Pereira, fundamentais na ajuda das
interpretações e parametrizações dos dados referentes à perfilagem geofísica.
Ao Huanderson Castro e Simone Jesus pela ajuda na formatação e ao Edson Correa na
apresentação.
Às empresas GEOSOL e PASON pelo apoio indispensável e fundamental a esta
dissertação, referente à disponibilidade de sonda e ao EDR para o controle dos
parâmetros operacionais.
Ao Silvério, “Caçadô” e Vial, pelo apoio, ensinamentos, oportunidades e amizade no
começo da carreira.
A todos meus AMIGOS.
ix
RESUMO
Nos dias atuais, com o aumento da competitividade pela busca de mercado, somado à
queda no preço da commodity minério de ferro, é fundamental trabalhar com baixo
custo operacional. Este trabalho, desenvolvido em um furo de sondagem testemunhada
a diamante na mina de Alegria, Complexo Minerador de Mariana, Estado de Minas
Gerais, teve como objetivo principal o monitoramento da operação de sondagem através
do sistema EDR e o estabelecimento de procedimentos para subsidiar operadores,
fiscais de sonda e geólogos na tomada de decisões, através dos parâmetros de
perfuração, antes e durante a operação de sondagem. Os dados obtidos do
acompanhamento deste furo foram compilados e correlacionados com as perfilagens
geofísicas, descrições geológicas e geomecânicas, boletins de sondagem e fotografias
das caixas de testemunhos. Os resultados mostraram que com a implantação do EDR
poderemos obter ganhos em produtividade, aumento no percentual de recuperação dos
testemunhos, diminuição no consumo de coroas diamantadas, diminuição no
trancamento de furos, diminuição no desgaste de hastes e barriletes, controle do fluido
de perfuração, implantação de boletim de sondagem eletrônico, controle de performance
e gestão de equipe. Contudo, somente com execução de mais furos monitorados será
possível criar um padrão operacional (furos de correlação) para a otimização do
planejamento da operação de sondagem.
Palavras Chaves: sondagem rotativa diamantada, EDR, parâmetros operacionais,
minério de ferro, Mina de Alegria.
x
ABSTRACT
Nowadays increased competition for market share, in addition to the fall in the iron ore
price, becomes low operating costs an obligation. This work, developed into a diamond
drilled borehole in Alegria mine of the Mariana Complex, Minas Gerais, aimed to
monitor the drilling operation through the EDR system and the establishment of
procedures to support operators, drill witnesses and geologists in decision-making,
through drilling parameters, before and during the drilling operation. The data
obtained from the monitoring of this hole were compiled and correlated with the
geophysical borehole logging data, geological descriptions, geomechanical properties,
coring reports and photographs of core boxes. The results showed that EDR allowed
an increase in productivit and recovery of drilling cores, as well as a decrease in bit
consumption, hole obstructions, and abrasion of rods and barrels, drilling fluid control,
establishment of the electronic drilling report, team management and performance
control. The operational system, however, needs a bigger amount of monitored holes to
be implemented, allowing parameter definition for a particular target as an
optimization process. However, more monitored holes are needed to create an
operating pattern for future core drilled holes.
Key words : rotary diamond drilling , EDR , operating parameters , iron ore , Alegria
Mine.
xi
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1.1 - SISTEMA EDR INSTALADO EM SONDA CS14. (FONTE: PASON – EDR – O
AUTOR) ............................................................................................................................................... 2
FIGURA 1.2 - MAPA DE LOCALIZAÇÃO COM AS VIAS DE ACESSO À ÁREA
ESTUDADA(FONTE: ACERVO VALE – MODIFICADO PELO AUTOR) .................................... 3
FIGURA 1.3 - VISTA PARA SUL DA CAVA DA MINA DE ALEGRIA (FONTE: ACERVO
VALE/MARCELO ROSA). ................................................................................................................. 4
FIGURA 2.1 – EQUIPE (UFOP, VALE E PASON) DURANTE A COLETA DE DADOS NA
OPERAÇÃO DE SONDAGEM (FONTE: O AUTOR)....................................................................... 5
FIGURA 2.2 – PERFILAGEM GEOFÍSICA EM FURO DE SONDAGEM ROTATIVA (FONTE:
ACERVO VALE / KLAYTON FERREIRA) ...................................................................................... 6
FIGURA 2.3 – DESCRIÇÃO DE TESTEMUNHOS DE SONDAGEM (FONTE: O AUTOR) ......... 7
FIGURA 2.4 – EXEMPLO DE CORRELAÇÃO DE DADOS (FONTE: O AUTOR) ....................... 8
FIGURA 3.1 - MAPA GEOLÓGICO SIMPLIFICADO DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO
(MODIFICADO DE DORR 1969, ENDO ET AL. 2005). COMPLEXO METAMÓRFICOS DO
BAÇÃO (CMB), BONFIM (CMBF), BELO HORIZONTE (CMBH), CAETÉ (CMC), SANTA
BÁRBARA (CMSB), MANTIQUEIRA (CMM), JOÃO MONLEVADE (JM), BARÃO DE
COCAIS (BC), OURO PRETO (OP), BELO HORIZONTE (BH), CONGONHAS (CG). .............. 10
FIGURA 3.2 - MAPA GEOLÓGICO DA MINA DE ALEGRIA (FONTE: ACERVO VALE)....... 12
FIGURA 3.3 - ÁREAS GEOLÓGICAS DA MINA DE ALEGRIA (FONTE: ACERVO VALE –
LITOTIPOS_ALEGRIA) .................................................................................................................. 13
FIGURA 3.4 - HEMATITA FRIÁVEL (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA) .. 14
FIGURA 3.5 - HEMATITA GOETHÍTICA (FONTE: ACERVO VALE –
LITOTIPOS_ALEGRIA) .................................................................................................................. 15
FIGURA 3.6 - ITABIRITO FRIÁVEL RICO (FONTE: O AUTOR) ............................................... 16
FIGURA 3.7 - ITABIRITO FRIÁVEL (FONTE: O AUTOR) ......................................................... 17
FIGURA 3.8 - ITABIRITO COMPACTO (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA)
............................................................................................................................................................ 18
FIGURA 3.9 - ITABIRITO GOETHÍTICO (FONTE: O AUTOR) ................................................. 19
FIGURA 3.10 - ITABIRITO ARGILOSO RICO (FONTE: ACERVO VALE –
LITOTIPOS_ALEGRIA) .................................................................................................................. 20
xii
FIGURA 3.11 - ITABIRITO ARGILOSO (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA)
............................................................................................................................................................ 21
FIGURA 3.12 - ITABIRITO MANGANESÍFERO (FONTE: ACERVO VALE –
LITOTIPOS_ALEGRIA) .................................................................................................................. 21
FIGURA 3.13 – CANGA (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA) ......................... 22
FIGURA 3.14 – INTRUSIVA (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA) .................. 23
FIGURA 3.15 – FILITO (FONTE: ACERVO VALE – LITOTIPOS_ALEGRIA).......................... 24
FIGURA 3.16 – LATERITA (FONTE: O AUTOR).......................................................................... 25
FIGURA 4.1 – FOTOGRAFIA DA PRIMEIRA SONDA DE TESTEMUNHOS, CONSTRUÍDA
EM NORBERG, SUÉCIA, EM 1886. (FONTE: CURSO DE PROCEDIMENTOS DE
SONDAGEM, EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS – ALMEIDA, N.D, 2012) .......................... 27
FIGURA 4.2 - TESTEMUNHO DE SONDAGEM ROTATIVA DIAMANTADA (O AUTOR). .... 28
FIGURA 4.3 - PROGRAMAÇÃO DE SONDAGEM DESTACANDO O FURO EM ESTUDO,
ALG-FD00134 (FONTE: ACERVO VALE – MODIFICADO PELO AUTOR). ............................. 29
FIGURA 4.4 - PAINEL DE CONTROLE DA SONDA HIDRÁULICA CS14 (FONTE: O AUTOR).
............................................................................................................................................................ 32
FIGURA 4.5 - MODELOS DE COROAS DIAMANTADAS (FONTE: CURSO DE
PROCEDIMENTOS DE SONDAGEM, EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS – ALMEIDA,
N.D, 2012) ........................................................................................................................................... 33
FIGURA 4.6 - POSICIONAMENTO DOS DIAMANTES NA MATRIZ DA COROA (FONTE:
CURSO DE PROCEDIMENTOS DE SONDAGEM, EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS –
ALMEIDA, N.D, 2012). ...................................................................................................................... 35
FIGURA 4.7 – COMPONENTES DA COLUNA DE PERFURAÇÃO (FONTE: CURSO DE
PROCEDIMENTOS DE SONDAGEM, EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAS – ALMEIDA,
N.D, 2012). .......................................................................................................................................... 36
FIGURA 4.8 - PRAÇA DE SONDAGEM (FONTE: O AUTOR). .................................................... 37
FIGURA 4.9 - CAIXA DE TESTEMUNHOS CONTENDO HEMATITA COMPACTA
FRATURADA (FONTE: O AUTOR). ............................................................................................... 38
FIGURA 4.10 - VISTA INTERNA DE UM ARQUIVO DE TESTEMUNHOS DE SONDAGEM
PADRÃO VALE (FONTE: ACERVO VALE). ................................................................................. 39
FIGURA 5.1 - DISPOSIÇÃO DE CAIXAS DE TESTEMUNHOS E EQUIPAMENTOS PARA
DESCRIÇÃO DOS TESTEMUNHOS (FONTE: ACERVO VALE) ................................................ 41
xiii
FIGURA 6.1 - REPRESENTAÇÃO DE RESPOSTAS DE VÁRIOS SENSORES NA
PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: INTRODUÇÃO À GEOFÍSICA DE POÇO –
CARRASQUILLA, A.G, 2012) .......................................................................................................... 43
FIGURA 6.2 - EQUIPAMENTOS NO INTERIOR DA UNIDADE MÓVEL DE PERFILAGEM
GEOFÍSICA (FONTE: INTRODUÇÃO À GEOFÍSICA DE POÇO – CARRASQUILLA, A.G,
2012) ................................................................................................................................................... 47
FIGURA 6.3 - SONDAS DE PERFILAGENS GEOFÍSICAS EVIDENCIANDO DIFERENTES
CALIPERS (FONTE: INTRODUÇÃO À GEOFÍSICA DE POÇO – CARRASQUILLA, A.G, 2012)
............................................................................................................................................................ 49
FIGURA 7.1 – EVOLUÇÃO DA PRODUTIVIDADE DA SONDAGEM (FONTE: O AUTOR) .... 52
FIGURA 7.2 – METRAGEM EXECUTADA POR TURNO E DIA TRABALHADO. (FONTE:
ACERVO VALE / IGOR ROSA) ...................................................................................................... 53
FIGURA 7.3 – DISPONIBILIDADE DO FURO (FONTE: O AUTOR) .......................................... 54
FIGURA 7.4 - SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DOS DADOS CAPTADOS PELOS
SENSORES (FONTE: O AUTOR) .................................................................................................... 55
FIGURA 7.5 - MONITOR MOSTRANDO OS DADOS DE SAÍDA EM TEMPO REAL (FONTE:
O AUTOR) ......................................................................................................................................... 56
FIGURA 7.6 - ENVIO DE DADOS À DISTÂNCIA PARA O SONDADOR (FONTE: O AUTOR) 56
FIGURA 7.7 - PAINEL DE VISUALIZAÇÃO DO SONDADOR (FONTE: O AUTOR) ................ 57
FIGURA 7.8 - SENSOR DE PROFUNDIDADE INSTALADO NA ROLDANA DA TORRE
(FONTE: O AUTOR) ......................................................................................................................... 58
FIGURA 7.9 - SENSOR DE ROTAÇÃO INSTALADO NO MANDRIL DA COLUNA DE
PERFURAÇÃO (FONTE: O AUTOR) ............................................................................................. 59
FIGURA 7.10 - SENSOR DE PRESSÃO INSTALADO NA SAÍDA DA BOMBA DE LAMA
(FONTE: O AUTOR) ......................................................................................................................... 60
FIGURA 7.11 - SENSOR DE CONTRAPRESSÃO INSTALADO NO REGISTRO DO
ALIMENTADOR DO FLUIDO (FONTE: O AUTOR) .................................................................... 61
FIGURA 7.12 - CAIXAS DE TESTEMUNHOS MOSTRANDO LITOLOGIAS E
COMPACIDADES DIFERENTES (FONTE: ACERVO VALE/O AUTOR) .................................. 63
FIGURA 7.13 – INTERVALO 1 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 64
FIGURA 7.14 – INTERVALO 2 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 65
xiv
FIGURA 7.15 – INTERVALO 3 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 66
FIGURA 7.16 – INTERVALO 4 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 66
FIGURA 7.17 – INTERVALO 5 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 67
FIGURA 7.18 – INTERVALO 6 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 68
FIGURA 7.19 – INTERVALO 7 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 68
FIGURA 7.20 – INTERVALO 8 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 69
FIGURA 7.21 – INTERVALO 9 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 70
FIGURA 7.22 – INTERVALO 10 DO LOG DE PERFILAGEM GEOFÍSICA (FONTE: ACERVO
VALE/GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) .............................................................................. 71
FIGURA 7.23 – PRECISÃO ENTRE LEITURAS A E B (FONTE: ACERVO VALE/IGOR ROSA).
............................................................................................................................................................ 73
FIGURA 7.24 – VARIAÇÃO DO DIP EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE. (FONTE: ACERVO
VALE/IGOR ROSA).......................................................................................................................... 74
FIGURA 7.25 – CRESCIMENTO DO DESVIO COM O AVANÇO DA PROFUNDIDADE.
(FONTE: ACERVO VALE/IGOR ROSA) ........................................................................................ 74
FIGURA 7.26 - LOG DO EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO A (FONTE: PASON –
MODIFICADO PELO AUTOR). ...................................................................................................... 75
FIGURA 7.27 – CAIXA DE TESTEMUNHOS EVIDENCIANDO A BAIXA RECUPERAÇÃO.
REFERENTE À CORRELAÇÃO A (FONTE: ACERVO VALE / GEÓLOGA PRISCILA
COELHO / MODIFICADO PELO AUTOR). ................................................................................... 76
FIGURA 7.28 - LOG EDR CORRESPONDENTE À CORRELAÇÃO B (FONTE: PASON –
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 77
FIGURA 7.29 – CAIXAS DE TESTEMUNHOS EVIDENCIANDO INTERVALOS COM
MATERIAL MISTURADO. REFERENTE À CORRELAÇÃO B (FONTE: ACERVO VALE /
GEÓLOGA PRISCILA COELHO / MODIFICADO PELO AUTOR) ............................................ 78
FIGURA 7.30 - LOG EDR CORRESPONDENTE À CORRELAÇÃO C (FONTE: PASON –
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 79
xv
FIGURA 7.31 – FOTOGRAFIA EVIDENCIANDO O SENSOR DE ROTAÇÃO FORA DA
DIREÇÃO DO OBJETIVO INSTALADO NO MANDRIL DA SONDA (FONTE: O AUTOR) .... 80
FIGURA 7.32 – LOG EDR DA CORRELAÇÃO D (FONTE: PASON – MODIFICADO PELO
AUTOR) ............................................................................................................................................. 81
FIGURA 7.33 – LOG DA PERFILAGEM GEOFÍSICA REFERENTE À CORRELAÇÃO D
(FONTE: ACERVO VALE – GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA) ......................................... 82
FIGURA 7.34 – CAIXAS DE TESTEMUNHOS DE SONDAGEM REFERENTE À
CORRELAÇÃO D (FONTE: ACERVO VALE – GEÓLOGA PRISCILA COELHO) .................. 83
FIGURA 7.35 – TAXA DE RECUPERAÇÃO VERSUS TAMANHO DO AVANÇO REFERENTE
À CORRELAÇÃO E (FONTE: O AUTOR) ..................................................................................... 84
FIGURA 7.36 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO E (FONTE: PASON –
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 85
FIGURA 7.37 – LOG DA PERFILAGEM GEOFÍSICA REFERENTE À CORRELAÇÃO F
(FONTE: ACERVO VALE – GEOFÍSICO WANDERSON PEREIRA – MODIFICADO PELO
AUTOR) ............................................................................................................................................. 86
FIGURA 7.38 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO F (FONTE: PASON -
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 87
FIGURA 7.39 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO F (FONTE: PASON -
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 88
FIGURA 7.40 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO F (FONTE: PASON -
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 89
FIGURA 7.41 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO G (FONTE: PASON -
MODIFICADO PELO AUTOR) ....................................................................................................... 91
FIGURA 7.42 – CAIXAS DE TESTEMUNHOS REFERENTES À CORRELAÇÃO G (FONTE:
ACERVO VALE / GEÓLOGA PRISCILA COELHO) .................................................................... 92
FIGURA 7.43 – DESVIO VERSUS LITOLOGIA REFERENTES À CORRELAÇÃO H (FONTE:
ACERVO VALE/IGOR ROSA) ........................................................................................................ 93
FIGURA 7.44 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO H (FONTE: O AUTOR) ................ 94
FIGURA 7.45 – LOG EDR REFERENTE À CORRELAÇÃO I (FONTE: O AUTOR) ................. 95
FIGURA 7.46 – CAIXA DE TESTEMUNHOS MOSTRANDO A MUDANÇA DE MATERIAL
REFERENTE À CORRELAÇÃO I (FONTE: O AUTOR) .............................................................. 96
FIGURA 8.1 - CÂMERA DE FILMAGEM MÓVEL DE LONGO ALCANCE (FONTE: O
AUTOR) ........................................................................................................................................... 100
xvi
FIGURA 8.2 - PAINEL DE VISUALIZAÇÃO DO SISTEMA DE FILMAGEM (FONTE: O
AUTOR) ........................................................................................................................................... 101
xvii
LISTA DE TABELAS
TABELA 3.1 - COLUNA ESTRATIGRÁFICA DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO
[MODIFICADO DE DORR (1969), SCHORSCHER (1978), LADEIRA (1980), RENGER ET AL.
(1994)]. ................................................................................................................................................ 11
TABELA 7.1 - DADOS DE AMARRAÇÃO DO FURO DE SONDAGEM (FONTE: ACERVO
VALE MODIFICADO PELO AUTOR) ............................................................................................ 50
TABELA 7.2 – FERRAMENTAL E SUAS CARACTERÍSTICAS (FONTE: GEOSOL) ............... 50
TABELA 7.3 – COROAS UTILIZADAS E SUA DURAÇÃO. (FONTE: GEOSOL) ...................... 51
TABELA 7.4 – COMPONENTES UTILIZADOS NO FLUIDO DE PERFURAÇÃO (FONTE:
GEOSOL). .......................................................................................................................................... 51
TABELA 7.5 - DESCRIÇÃO GEOLÓGICA DOS TESTEMUNHOS (FONTE: ACERVO VALE –
GEÓLOGA PRISCILA COELHO) .................................................................................................. 62
TABELA 7.6 – INTERVALO DO BOLETIM DE SONDAGEM CORRESPONDENTE À
CORRELAÇÃO A (FONTE: PLANILHA DE COLETA DE DADOS DE SONDAGEM –
GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ................................................................................... 76
TABELA 7.7 – INTERVALO DO BOLETIM DE SONDAGEM CORRESPONDENTE À
CORRELAÇÃO B (FONTE: PLANILHA DE COLETA DE DADOS DE SONDAGEM –
GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ................................................................................... 78
TABELA 7.8 – DADOS DO BOLETIM DE SONDAGEM (FONTE: GEOSOL – MODIFICADO
PELO AUTOR) .................................................................................................................................. 81
TABELA 7.9 – DADOS DO BOLETIM DE SONDAGEM REFERENTES À CORRELAÇÃO E
(FONTE: GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ................................................................... 84
TABELA 7.10 – DESCRIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA REFERENTE À
CORRELAÇÃO E (FONTE: ACERVO VALE – MODIFICADO PELO AUTOR) ....................... 85
TABELA 7.11 – BOLETIM DE SONDAGEM REFERENTE À CORRELAÇÃO F (FONTE:
GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ................................................................................... 87
TABELA 7.12 – COROAS UTILIZADAS NA PERFURAÇÃO REFERENTE À CORRELAÇÃO
G (FONTE: GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) .............................................................. 90
TABELA 7.13 – CONTAMINAÇÃO DE UM INTERVALO NA PRODUTIVIDADE REFERENTE
À CORRELAÇÃO G (FONTE: GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ............................... 90
TABELA 7.14 – BOLETIM DE SONDAGEM APONTANDO BAIXA RECUPERAÇÃO.
REFERENTE À CORRELAÇÃO I .................................................................................................. 95
xviii
(FONTE: GEOSOL – MODIFICADO PELO AUTOR) ................................................................... 95
TABELA 8.1 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA – VISÃO DA CONTRATANTE
PARA PAGAMENTO (FONTE: O AUTOR) ................................................................................... 97
TABELA 8.2 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA – ECONOMIA COM MÃO-DE-
OBRA (FONTE: O AUTOR) ............................................................................................................. 98
TABELA 8.3 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA – ECONOMIA COM CONSUMO
DE COROA (FONTE: O AUTOR) ................................................................................................... 98
TABELA 8.4 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA ......................................................... 99
TABELA 8.5 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA – CUSTO DE IMPLANTAÇÃO DO
EDR (FONTE: O AUTOR). ............................................................................................................... 99
TABELA 8.6 – ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA. ECONOMIA COM COROAS
NUMA CAMPANHA DE SONDAGEM (FONTE: O AUTOR). ...................................................... 99
xix
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES
EDR Electronic Drilling Recorder
RPM Rotação por Minuto
DIP Mergulho (Ângulo em relação à horizontal)
ROP Taxa de Avanço (ou de penetração)
LOG Representação Gráfica da Geologia, Geofísica e EDR
CG Canga
USGS United States Geological Survey
DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral
UTM Universal Transversa de Mercator
HC Hematita compacta
SAD69 South American Datum 1969
HF Hematita friável
HE Hematita
HGO Hematita Goethítica
IFR Itabirito Friável Rico
IF Itabirito Friável
IC Itabirito Compacto
IGO Itabirito Goethítico
IAR Itabirito Argiloso
IMN Itabrito Manganesífero
FL Filito
LT Laterita
CLV Classificação litológica visual
NA Não aplicável
E2 Área Geológica da Mina de Alegria
RQD Rock Quality Designation
PPQ Pedras por quilate
xx
H Diâmetro de Perfuração (Ø interno 77,8mm)
N Diâmetro de Perfuração (Ø interno 50,5mm)
GDMS Geological Data Management Solution
GR Raios Gama
K Potássio
Th Tório
U Urânio
CMC Carboximetilcelulose de sódio
PHPA Policramida parcialmente Hidrolizada
MA Miliampere
VQ Veio de quartzo
IGOF Itabirito Goethítico Friável
IARS Itabirito Argiloso Semi-compacto
PRO Procedimento Operacional
xxi
TAXONOMIA
Taxonomia
Classificação sistemática de assuntos ou termos,
utilizada como ferramenta de organização
intelectual.
Vale
Empresa mineradora especializada em exploração e
produção de minério de ferro e pelotas, níquel,
manganês, cobre, ferro ligas, carvão, fosfatos,
potássio, cobalto e metais do grupo da platina.
Embuchamento
Perfuração em material friável a seco com
percussão e baixíssima rotação objetivando ganho
em recuperação.
Pescaria Operação utilizada para resgatar ferramentas e/ou
testemunhos que ficaram presos dentro do furo.
Boletim de Sondagem
Formulário de preenchimento por turno de trabalho
que contempla os dados referentes ao furo e a
operação de sondagem.
Desvio de furo de sondagem Diferença espacial entre a trajetória do furo
executado em relação ao furo programado.
DIP Ângulo de mergulho do furo de sondagem
referenciado ao plano horizontal.
Manobra
Operação de sondagem referente a um intervalo
contínuo de perfuração e ao transporte do
testemunho para a superfície.
Perfilagem Geofísica Medidas realizadas no interior do furo com
equipamentos geofísicos.
xxii
Lama Fluido de perfuração.
Revestimento
Tubos de aço instalados no interior do furo, com
diâmetro maior que as hastes, com objetivo
principal de evitar o fechamento do mesmo.
Alvo Região da mina ou área de pesquisa onde será
realizada a perfuração.
Amarração Georreferenciamento do furo de sondagem.
Recuperação
Metragem de testemunho que é armazenado dentro
do barrilete. Em percentual é a razão entre a
metragem armazenada e a perfurada (avanço).
Destrancamento Operação realizada para soltar ferramentas
aprisionadas no furo.
Caimento Fragmentos rochosos que desprendem da parede do
furo alojando-se no fundo do mesmo.
Roletado Fragmento compacto que toma forma arredondada
após ser girado solto do fundo do furo pela coroa.
xxiii
SUMARIO
1 – INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1
1.1 - APRESENTAÇÃO .......................................................................................................................... 1
1.2 - JUSTIFICATIVA E OBJETIVO PARA O PROJETO .................................................................... 2
1.3 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO ......................................................................................... 3
1.4 – A MINA DE ALEGRIA .................................................................................................................. 3
2 - METODOLOGIA ........................................................................................................................... 5
2.1 – PRIMEIRA ETAPA: ....................................................................................................................... 5
2.2 - SEGUNDA ETAPA: ....................................................................................................................... 6
2.3 – TERCEIRA ETAPA: ...................................................................................................................... 6
2.4 - QUARTA ETAPA: .......................................................................................................................... 7
3 – GEOLOGIA ................................................................................................................................... 9
3.1 – GEOLOGIA DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO ....................................................................... 9
3.2 - GEOLOGIA LOCAL .................................................................................................................... 12
4 – SONDAGEM ................................................................................................................................ 26
4.1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 26
4.2 - MÉTODOS DE SONDAGEM ...................................................................................................... 27
4.3 - SONDAGEM ROTATIVA DIAMANTADA ............................................................................... 28
4.4 - PROGRAMAÇÃO DE SONDAGEM ........................................................................................... 29
4.5 - PARÂMETROS OPERACIONAIS .............................................................................................. 30
4.6 - TIPOS DE COROAS ..................................................................................................................... 33
4.7 - ACONDICIONAMENTO DOS TESTEMUNHOS ...................................................................... 37
4.8 - ARQUIVAMENTO DOS TESTEMUNHOS ................................................................................ 38
5 – DESCRIÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA ........................................................................... 40
5.1 - DESCRIÇÃO GEOLÓGICA ........................................................................................................ 40
5.2 - DESCRIÇÃO GEOTÉCNICA ...................................................................................................... 41
6 – PERFILAGEM GEOFÍSICA ...................................................................................................... 43
6.1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 43
6.2 - AQUISIÇÃO DOS DADOS GEOFÍSICOS .................................................................................. 45
6.3 - GAMA GAMA .............................................................................................................................. 47
6.4 - GAMA NATURAL ....................................................................................................................... 48
6.5 - CALIPER ...................................................................................................................................... 49
xxiv
7 – DADOS UTILIZADOS NA PARAMETRIZAÇÃO .................................................................... 50
7.1 – DADOS DE AMARRAÇÃO DA PERFURAÇÃO ...................................................................... 50
7.2 – EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAL ...................................................................................... 50
7.3 – FLUIDO DE PERFURAÇÃO ....................................................................................................... 51
7.4 – PRODUTIVIDADE ...................................................................................................................... 52
7.5 – DISPONIBILIDADE .................................................................................................................... 53
7.6 – O SISTEMA EDR (ELECTRONIC DRILLING RECORDER) ............................................................... 54
7.6.1 - FUNÇÃO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA .............................................................. 55
7.6.2 – SENSORES ............................................................................................................................ 58
7.7 – LITOLOGIA E GEOMECÂNICA................................................................................................ 61
7.8 – PERFILAGEM GEOFÍSICA ........................................................................................................ 63
7.9 – DESVIO DO FURO ...................................................................................................................... 72
7.10 – CORRELAÇÃO DOS DADOS .................................................................................................. 75
7.10.1 – CORRELAÇÃO “A” ........................................................................................................... 75
7.10.2 – CORRELAÇÃO “B” ........................................................................................................... 76
7.10.3 – CORRELAÇÃO “C” ........................................................................................................... 79
7.10.4 – CORRELAÇÃO “D” ........................................................................................................... 80
7.10.5 – CORRELAÇÃO “E” ........................................................................................................... 83
7.10.6 – CORRELAÇÃO “F” ........................................................................................................... 86
7.10.7 – CORRELAÇÃO “G” ........................................................................................................... 89
7.10.8 – CORRELAÇÃO “H” ........................................................................................................... 93
7.10.9 – CORRELAÇÃO “I” ............................................................................................................ 94
8 – ECONOMIA ................................................................................................................................. 97
8.1 – VIABILIDADE ECONÔMICA .................................................................................................... 97
8.2 – ASSOCIAÇÃO DO EDR COM SISTEMA DE SEGURANÇA ................................................. 100
9 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .................................................................................. 102
9.1 – CONCLUSÕES .......................................................................................................................... 102
9.2 - RECOMENDAÇÕES .................................................................................................................. 103
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 105
ANEXOS ............................................................................................................................................... I
ANEXO I. BOLETIM DE SONDAGEM ............................................................................................. I
ANEXO II. LOG GERADO PELO SISTEMA EDR .......................................................................... II
ANEXO III. LOG DA PERFILAGEM GEOFÍSICA ........................................................................ III
ANEXO IV. DESCRIÇÃO GEOLÓGICA ......................................................................................... IV
xxv
ANEXO V. DESCRIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA.................................................. V
ANEXO VI. MEDIDAS DE DESVIO ................................................................................................. VI
ANEXO VII. FOTOGRAFIA DOS INTERVALOS DESCRITOS .................................................. VII
1
Capítulo 1
1 – INTRODUÇÃO
1.1 - APRESENTAÇÃO
Considera-se que existe, em termos gerais, grande perda de eficiência nas operações da
sondagem rotativa diamantada testemunhada, causada principalmente pela ausência ou
controle ineficaz dos parâmetros operacionais de perfuração. Estes parâmetros têm
importância fundamental nos resultados obtidos na perfuração, permitindo ganhos de
produção, aumento na recuperação de testemunhos, evita o trancamento de furo e perda
de ferramental, reduz o desgaste de hastes e barriletes, diminui o consumo de coroas
diamantadas por queima e polimento, auxilia no controle do fluido de perfuração, entre
outros.
A busca pelo controle eficaz destes parâmetros conduzirá, num futuro breve, na
automatização da sondagem através da instalação de sensores, monitorada à distância
por transmissão online, assim como já é feito há bastante tempo na indústria do
petróleo, com o objetivo de obter informações de forma rápida, segura e com qualidade.
Este monitoramento permitirá retornar para o sondador, em tempo real, informações
sobre o desempenho da operação, propiciando ajustes que poderão resultar em ganhos
de produtividade e economia.
O sistema utilizado neste estudo foi o EDR (Electronic Drilling Recorder) (Figura 1.1)
disponibilizado pela empresa Pason, instalado em sonda CS14 da empresa Geosol. Os
dados gravados foram correlacionados com os demais dados obtidos, da perfilagem
geofísica, descrição geológico-geotécnica e boletim de sondagem.
2
Figura 1.1 - Sistema EDR instalado em Sonda CS14. (Fonte: PASON – EDR – o autor)
1.2 - JUSTIFICATIVA E OBJETIVO PARA O PROJETO
Este projeto busca ganhos em produtividade, economia e segurança nas operações de
sondagem rotativa diamantada.
O objetivo é mostrar que uma perfuração com parâmetros monitorados apresenta
resultados melhores que uma perfuração não controlada.
Visa elaborar e implantar procedimentos na operação e na gestão da sondagem rotativa
diamantada para subsidiar operadores, fiscais de sondagem, geólogos e geotécnicos na
tomada de decisões, antes e durante a operação de sondagem.
A correlação entre furos programados em ambientes geológicos similares a furos já
executados (furos de correlação) permite que os profissionais envolvidos possam
identificar, através da perfilagem geofísica, dos perfis geológicos e das propriedades
geomecânicas, os limites aceitáveis para os parâmetros operacionais, bem como
ferramental e fluído de perfuração mais indicados para o furo.
3
1.3 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO
A mina de Alegria da Vale, onde a perfuração objeto deste estudo foi realizada, está
localizada na borda leste do Quadrilátero Ferrífero, porção central do estado de Minas
Gerais, no município de Mariana, próxima ao distrito de Santa Rita Durão, a cidade de
Catas Altas e ao distrito de Antônio Pereira pertencente à cidade de Ouro Preto, a sul da
serra da Caraça. A principal via de acesso à área é a MG 129, que une Mariana à Santa
Bárbara (Figura 1.2). Fica a aproximadamente 120 quilômetros a sudeste de Belo
Horizonte, cujo acesso pode ser realizado pelas rodovias BR-040 e rodovia dos
Inconfidentes (BR-356).
Figura 1.2 - Mapa de localização com as vias de acesso à área estudada(Fonte: acervo Vale – modificado
pelo autor)
1.4 – A MINA DE ALEGRIA
Esta mina pertence a Vale e está inserida no Complexo Minerador de Mariana. Este
Complexo é formado pelas minas de Alegria (Figura 1.3) e Fábrica Nova, no município
4
de Mariana, pela mina de Timbopeba, no município de Ouro Preto e também pela mina
de Fazendão, localizado no município de Catas Altas.
Os principais minérios de Alegria estão inseridos na Formação Cauê e são
representados por minérios de ferro de caráter estrutural e supergênico, com itabiritos e
corpos de hematititos de variadas dimensões e geometrias. Esta mina apresenta uma
complexa estruturação geológica em função da superposição de vários eventos
tectônicos.
Figura 1.3 - Vista para sul da cava da mina de Alegria (Fonte: Acervo Vale/Marcelo Rosa).
5
Capítulo 2
2 - METODOLOGIA
Este estudo foi conduzido em quatro etapas, sendo:
2.1 – PRIMEIRA ETAPA:
Levantamento dos dados de programação do furo, tais como, coordenadas da boca,
profundidade e inclinação, boletim de sondagem, coleta dos dados dos parâmetros
operacionais através do sistema EDR, do ferramental e do fluido de perfuração
utilizados (Figura 2.1).
Figura 2.1 – Equipe (UFOP, VALE e PASON) durante a coleta de dados na operação de sondagem
(Fonte: o autor).
6
2.2 - SEGUNDA ETAPA:
Coleta dos dados da perfilagem geofísica (Figura 2.2) gama natural, gama gama,
temperatura e caliper para obtenção do perfil de densidade e análise da rugosidade da
parede do furo.
Figura 2.2 – Perfilagem geofísica em furo de sondagem rotativa (Fonte: acervo Vale / Klayton Ferreira)
2.3 – TERCEIRA ETAPA:
Esta etapa consistiu na coleta dos dados da descrição geológica e geotécnica dos
testemunhos de sondagem (Figura 2.3) para observação dos aspectos a seguir:
Descrição Geológica: litotipos, contatos litológicos, compacidade, hidratação, cor,
bandamento e granulometria.
Descrição Geotécnica: rank, classe, litotipo, consistência, alteração, fraturamento,
descontinuidade, rugosidade e RQD.
7
Figura 2.3 – Descrição de testemunhos de sondagem (Fonte: o autor)
2.4 - QUARTA ETAPA:
Esta etapa destinou-se ao estudo comparativo, ou seja, às correlações (Figura 2.4) entre
os dados dos parâmetros operacionais com os perfis geofísico, geológico e geotécnico e
boletim de sondagem em intervalos de mesma profundidade e tempo.
8
Figura 2.4 – Exemplo de correlação de dados (Fonte: o autor)
9
Capítulo 3
3 – GEOLOGIA
3.1 – GEOLOGIA DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO
O Quadrilátero Ferrífero se estende por uma área aproximada de 7.000 km2, na porção
central do Estado de Minas Gerais, e representa uma região geologicamente importante
do Pré-Cambriano brasileiro, devido a suas riquezas minerais, principalmente ouro,
ferro e manganês.
Desde os estudos pioneiros de Eschwege (1822, 1832, 1833), Gorceix (1881, 1884) e
Derby (1881, 1906), o Quadrilátero Ferrífero tem sido alvo de estudos geológicos de
diversos tipos. Na primeira metade do século XX, surgiu uma série de publicações que,
entre outras contribuições, terminou por estabelecer uma primeira coluna estratigráfica
para a região, sendo que considerável avanço para o conhecimento geológico da região
foi atingido durante as atividades do convênio USGS-DNPM, nas décadas de 50 e 60.
Este trabalho permitiu a cartografia da região na escala 1:25.000 e levou à consolidação
de um modelo da evolução geológica, compilado por Dorr (1969), e que serve de ponto
de partida para todos os estudos posteriores.
Segundo Dorr (1959), o Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais foi assim denominado
por Gonzaga de Campos, devido aos vastos depósitos de minério de Ferro que ocorrem
numa área limitada aproximadamente pelas linhas que ligam Itabira, Rio Piracicaba,
Mariana, Congonhas do Campo, Casa Branca e Itaúna. Constituí uma das áreas
clássicas da Geologia Pré-Cambriana do mundo.
A geologia do Quadrilátero Ferrífero (Figura 3.1) é bastante complexa. Há no mínimo
três séries de rochas sedimentares separadas por discordâncias principais. As rochas da
área encontram-se dobradas, falhadas e foram metamorfisadas em graus variados (Dorr
1959).
10
Do ponto de vista geotectônico, o Quadrilátero Ferrífero está inserido na Província São
Francisco, situando-se no extremo sul da área ocupada pelo Cráton de mesmo nome
(Almeida 1977, Almeida & Hassuy 1984) e corresponde a um fragmento crustal
poupado, em parte, da Orogênese Brasiliana.
O Cráton do São Francisco é, em grande parte, resultado do retrabalhamento, em
eventos posteriores de um maior e mais antigo núcleo estável, denominado Cráton
Paramirim, de idade pré-transamazônica (Almeida 1981). Durante o Evento Brasiliano
(640-450 ma), foram geradas faixas de dobramentos que hoje margeiam e definem a
forma do Cráton do São Francisco.
As unidades litoestratigráficas (Tabela 3.1) que compõem o Quadrilátero Ferrífero são:
o Embasamento Cristalino (Complexos Metamórficos), o Supergrupo Rio das Velhas, o
Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi. Localmente são observadas bacias terciárias
como Fonseca e Gandarela.
Figura 3.1 - Mapa Geológico Simplificado do Quadrilátero Ferrífero (modificado de Dorr 1969, Endo et
al. 2005). Complexo Metamórficos do Bação (CMB), Bonfim (CMBf), Belo Horizonte (CMBH), Caeté
(CMC), Santa Bárbara (CMSB), Mantiqueira (CMM), João Monlevade (JM), Barão de Cocais (BC),
Ouro Preto (OP), Belo Horizonte (BH), Congonhas (CG).
11
Tabela 3.1 - Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero [modificado de Dorr (1969), Schorscher
(1978), Ladeira (1980), Renger et al. (1994)].
12
3.2 - GEOLOGIA LOCAL
A jazida de Alegria faz parte da estrutura tectônica conhecida como “Sinclinal de
Alegria” e encontra-se inserida na porção Leste do Quadrilátero Ferrífero, a Sul da Serra
do Caraça. É constituída por itabiritos e hematitas pertencentes à Formação Cauê,
Grupo Itabira, Supergrupo Minas. Inclui ainda canga, rolado e intrusiva metabásica.
Todo o pacote de rochas (Figura 3.2) que compõe essa jazida sofreu processos
tectônicos metamórficos e superimposição de processos supergênicos que definiram sua
composição/estruturação.
Figura 3.2 - Mapa Geológico da Mina de Alegria (Fonte: acervo Vale)
Para melhor operacionalização a mina de Alegria foi setorizada (Figura 3.3)
geologicamente.
13
Figura 3.3 - Áreas Geológicas da Mina de Alegria (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
A definição da tipologia básica dos minérios de Alegria é feita tomando como base
critérios mineralógicos, mineral-minério predominante. Dentro do pacote de rochas da
jazida são identificados os seguintes litotipos:
Hematita (HE)
Minério com teor de ferro global acima de 62%, e níveis baixos de contaminação (P,
Al). Ocorre na maioria das vezes de forma friável (Figura 3.4), em média com 20% de
material maior que 10 mm, sendo formada principalmente a partir do enriquecimento
supergênico dos itabiritos e/ou por fatores estruturais (eixo de dobramentos). São
identificadas por lentes descontínuas, principalmente na região do E3, L4 e L5. São
formadas ainda, na zona de contato com rochas intrusivas e filitos. A densidade típica
desta hematita é de 2.92 g/cm3.
14
Figura 3.4 - Hematita Friável (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Hematita Goethítica (HGO)
Minério hematítico rico em goethita (Figura 3.5), com teor de ferro global geralmente
acima de 60% e perda ao fogo (PF) acima de 5%. A fração acima de 10 mm comporta
em torno de 28,0% da soma granulométrica. Diferencia-se da HE pela coloração
avermelhada devido à hidratação, o que lhe confere alta perda por calor, da ordem de
6.0%. Ocorre normalmente associada com a hematita friável, abaixo da cobertura de
canga, ao longo de toda a mina de Alegria. A densidade típica desta hematita goethítica
é de 2.64 g/cm3.
15
Figura 3.5 - Hematita Goethítica (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Itabirito Friável Rico (IFR)
O itabirito friável (Figura 3.6) apresenta bandamento e xistosidade bem definidos,
composto por intercalações milimétricas de quartzo (sílica branca) e hematita cinza
azulada a negra. O teor de ferro global é entre 52% e 63% e os teores dos elementos
contaminantes são relativamente baixos. Ocorre logo abaixo da hematita no perfil de
enriquecimento supergênico e formando camadas isoladas. O grau de porosidade é alto,
sobretudo nos níveis de lâminas areno-quartzosas onde a percolação de fluidos pode
conferir níveis de coloração amarela ou avermelhada. O “tingimento” amarelado ocorre
principalmente junto aos contatos com os horizontes de itabiritos argiloso e argiloso
rico. É um tipo de minério abundante na mina de Alegria estando associado com
itabiritos pobres e goethíticos. A densidade típica deste tipo de itabirito friável rico é de
2.54 g/cm3.
16
Figura 3.6 - Itabirito Friável Rico (Fonte: o autor)
Itabirito Friável (IF)
O Itabirito friável (Figura 3.7) possui uma coloração mais esbranquiçada que o itabirito
friável rico devido ao maior teor de sílica; fragmenta-se mais facilmente que o IFR.
Possui teor de ferro global inferior a 52 %, e baixos teores de contaminantes (P, Al).
Atualmente é o minério superficial mais abundante na mina de Alegria e ocorre sempre
em contato com o Itabirito Friável Rico. A densidade típica deste tipo de itabirito friável
é de 2,48 g/cm3.
17
Figura 3.7 - Itabirito Friável (Fonte: o autor)
Itabirito Compacto (IC)
Itabirito semi-compacto a compacto (Figura 3.8), cuja fração ≥ 10 mm encontra-se
acima de 40% e teor médio de ferro global de 45,0%. Possui bandamento e xistosidade
bem definidos, é constituído por bandas de hematita e quartzo, por vezes lâminas
contendo anfibólios, este último frequentemente alterado. Possui alto grau de
compacidade e ocorre em corpos lenticulares intercalados aos demais tipos de itabirito.
A densidade típica deste tipo de itabirito compacto é de 3.06 g/cm3.
18
Figura 3.8 - Itabirito Compacto (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Itabirito Goethítico (IGO)
Itabirito hidratado, rico em goethita (Figura 3.9), apresentando teores de ferro global
relativamente alto, podendo chegar a 59%. Possui elevados teores de contaminantes,
principalmente fósforo (P).
A goethita confere alta perda ao fogo (acima de 5%). Apresenta coloração
avermelhada/amarelada, podendo ainda ser identificadas lâminas formadas por
pseudomorfos de anfibólio radial ou acicular. Apresenta-se friável a granular, com cerca
de 29% da granulometria acima de 10mm. Ocorre segundo uma faixa contínua ao longo
do E5, E4 e E3 e descontínua nas demais regiões da mina de Alegria. Possui maior
expressão ao norte da região do E2. A densidade típica deste tipo de itabirito goethítico
é de 2.23 g/cm3.
19
Figura 3.9 - Itabirito Goethítico (Fonte: o autor)
Itabirito Argiloso Rico (IAR)
Este tipo de itabirito (Figura 3.10) apresenta geralmente teor de ferro global acima de
52%, podendo chegar até 60%. Possui coloração ocre e é constituído basicamente por
níveis ferruginosos intercalados com bandas argilosas de cor ocre e finas laminações de
quartzo (praticamente inexistentes). Apresenta teor médio de FeGL de 58.73%, valores
de perda ao fogo em média de 6.0% e presença elevada de contaminantes (P e Al). A
alumina é geralmente acima de 2,0%. Geralmente este tipo é formado na zona de
contato entre o filito e a formação ferrífera, possuindo faixas granulométricas distintas;
por vezes sendo aproveitado como minério quando a fração acima de 10mm for superior
a 30% e FeGL acima de 61%. A densidade típica deste tipo de itabirito argiloso rico é
de 2.41 g/cm3.
20
Figura 3.10 - Itabirito Argiloso Rico (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Itabirito Argiloso (IAG)
Itabirito de baixo teor de Fe (Figura 3.11). Possui teores médios de ferro global em
torno de 42% e granulometria fina. O itabirito argiloso é semelhante ao IAR, porém
ocorrem bandas de sílica amarelada em maior proporção do que as bandas argilosas,
geralmente mais delgadas. Possui coloração ocre a acinzentada. Ocorre em maior
proporção na porção leste da mina ao longo dos corpos E4, E5 e E6, sempre em contato
com o itabirito argiloso rico. A densidade típica deste tipo de itabirito argiloso é de 2,17
g/cm3.
21
Figura 3.11 - Itabirito Argiloso (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Itabirito Manganesífero (IMN)
Itabirito com teor de manganês (Figura 3.12) superior a 1%, constituído principalmente
por bandas ricas de hematita contendo minerais óxidos e/ou hidróxidos de manganês,
intercaladas com bandas de quartzo. Geralmente a coloração é negra e aderente à pele
pelo toque dos dedos. O teor médio de ferro global é de 47.26% e 1.70% de Mn. A
densidade típica deste tipo de itabirito manganesífero é de 2,17 g/cm3.
Figura 3.12 - Itabirito Manganesífero (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
22
Canga (CG)
Rocha de natureza detrítica (Figura 3.13), gerada pela lixiviação da sílica e
concentração do ferro na camada de formação ferrífera localizada na porção superfícial
do terreno. Possui espessura pouco significativa, geralmente inferiores a 10 m. O teor
médio de FeGL é de 62% e possui altos teores de P e Al. A perda ao fogo é da ordem de
5% . Ocorre ao redor da mina de Alegria recobrindo toda a formação ferrífera. A
densidade típica deste tipo de canga é de 3,09 g/cm3.
Figura 3.13 – Canga (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Intrusiva
Rocha intrusiva básica (Figura 3.14), de protólito anfibolítico, contendo minerais
acessórios de turmalina, rutilo, moscovita/sericita e raro quartzo. Dispõem-se
preferencialmente em diques e apófises discretas cortando a formação ferrífera. Mostra-
se sempre alterada e apresenta uma coloração vermelha a amarelada. Na mina, existem
duas ocorrências mais significativas da rocha intrusiva que marcam os limites entre as
regiões do E4 e E5 e região do E3 e L4. A densidade típica deste tipo de intrusiva é de
1,91 g/cm3.
23
Figura 3.14 – Intrusiva (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Filito (FL)
A camada de filito (Figura 3.15) é representada pela Formação Batatal. Possui aspecto
multicolorido, variando de tonalidades cinza prateado na base para bege a avermelhado
no topo. Em melhores exposições, apresenta-se como o típico filito batatal,
apresentando sericita, quartzo e finíssimas palhetas de hematita ou grafita, com
coloração cinza clara. Às vezes bandado, mostra alternância de lâminas mais claras e
ricas em sericita com níveis cinza, mais ricos em hematita, carbonatos ou grafita. Os
filitos estão localizados junto a zonas de falhamentos, posicionados por cavalgamentos
sobre itabiritos ocres. Ocorrem a norte da área do L4, onde se estende para SW,
passando pela área do E2 até desaparecer sob a canga (porção oeste da mina) e norte das
áreas do E5 e E6, na porção leste da mina. A densidade típica deste tipo de filito é de
1,86 g/cm3.
24
Figura 3.15 – Filito (Fonte: acervo Vale – Litotipos_Alegria)
Laterita (LT)
A laterita (Figura 3.16) é constituída por material argiloso, subordinadamente
ferruginoso, com coloração variando de amarela a avermelhada gerada por
sedimentação pelágica. Localmente ocorrem blocos de formação ferrífera caracterizados
por um rolado argiloso, provavelmente resultante da sedimentação primária da bacia -
debris flow. Ocorre nas regiões do L4 e L5. A densidade típica deste tipo de laterita é de
2.08 g/cm3.
25
Figura 3.16 – Laterita (Fonte: o autor)
26
Capítulo 4
4 – SONDAGEM
4.1 - INTRODUÇÃO
A sondagem (Figura 4.1) é considerada o principal método de prospecção mineral, por
propiciar o contato direto com a rocha que se encontra em profundidade, permitindo a
análise granulo-química do corpo pesquisado, sendo que, com a utilização de outros
métodos, a obtenção dos dados só é possível de forma indireta ou inferida. Seus
objetivos podem ser geológicos e/ou geotécnicos.
Os furos podem ser rasos, não chegando a 50 metros, ou profundos, superando 1.000
metros de extensão. Para investigação de ocorrências de minério de ferro, a maioria
deles está em torno de 200 metros de profundidade. Eles podem ser verticais, inclinados
ou ascendentes, dependendo do objetivo a ser atingido.
A escolha do tipo de sistema de perfuração a ser utilizado, será determinada pelo tipo do
equipamento, diâmetro e profundidade dos furos, como também das condições das
formações geológicas.
O processo de sondagem envolve vários profissionais, sendo que o sondador é o
profissional de maior conhecimento prático nesta atividade. Além dele, geólogos,
geotécnicos, geofísicos, fiscais de sondagem, auxiliares de sondagem e outros fazem
parte deste processo que contempla desde a programação da malha a ser sondada até o
modelamento geológico e cálculo das reservas de minério.
27
Figura 4.1 – Fotografia da primeira sonda de testemunhos, construída em Norberg, Suécia, em 1886.
(Fonte: Curso de Procedimentos de Sondagem, Equipamentos e Ferramentas – Almeida, N.D, 2013)
4.2 - MÉTODOS DE SONDAGEM
Existem quatro métodos de sondagem:
• A Percussão
• A Trado
• RC – Circulação reversa
• Rotativa a Diamante
Para este estudo utilizamos apenas a rotativa diamantada que é o método mais
amplamente utilizado pela Vale, seguido da circulação reversa.
28
4.3 - SONDAGEM ROTATIVA DIAMANTADA
A sondagem rotativa a diamante é o método mais utilizado na exploração mineral para a
definição de jazidas e desenvolvimento de lavra, com diâmetros que variam de 48 a
122mm podendo chegar a 165mm.
São obtidas amostras (testemunhos) (Figura 4.2) desde a superfície até grandes
profundidades, que retratam fielmente as características físicas, químicas e geológicas
das rochas atravessadas.
Conforme o avanço na perfuração com coroas diamantadas, são efetuadas as
recuperações da rocha atravessada, armazenadas cilindricamente dentro da camisa
interna do barrilete.
Os equipamentos de perfuração são montados sobre plataformas ou caminhões.
A operação consiste basicamente na realização de manobras consecutivas (rotação +
avanço + fluido de perfuração), isto é, a sonda imprime à haste os movimentos rotativos
e de avanço na direção do furo e estas os transferem ao barrilete provido da coroa, e o
fluido faz a limpeza e a refrigeração.
Figura 4.2 - Testemunho de Sondagem Rotativa diamantada (o autor).
29
4.4 - PROGRAMAÇÃO DE SONDAGEM
A programação de sondagem (Figura 4.3) é realizada pelos geólogos da exploração,
longo, médio e curto prazos, geotecnia e hidrogeologia. É fornecida através de mapas
com representação da malha de sondagem em planta, acompanhado de planilha
contendo as seguintes informações:
• Coordenadas da boca do furo;
• Profundidade;
• Inclinação (DIP).
Figura 4.3 - Programação de Sondagem destacando o furo em estudo, ALG-FD00134 (fonte: acervo
VALE – modificado pelo autor).
30
4.5 - PARÂMETROS OPERACIONAIS
RPM (Rotações Por Minuto):
As RPMs são dadas num intervalo bem amplo assim, escolhido um número dentro
deste, os ajustes serão feitos de acordo com a taxa de avanço.
Como regra geral, as coroas impregnadas necessitam de velocidades de rotação mais
elevadas para atingir índices de penetração aceitáveis em circunstâncias normais de
perfuração. Esta velocidade de rotação tem a finalidade de manter os diamantes afiados
e manter sua exposição com o desgaste e liberar os desgastados naturalmente da matriz
que o sustenta.
Uma RPM excessiva, sem correspondente taxa de penetração, pode resultar num
polimento da coroa, afetando negativamente a economia de toda a operação de
sondagem.
PRESSÃO:
É o peso ou a força aplicada em cima da coroa, sempre dentro de uma variação de peso.
O peso aplicado na coroa depende da dureza da rocha, e de sua formação, do tipo da
matriz da coroa, da RPM, da taxa de avanço e do fluxo de água.
Baixa pressão de avanço poderá resultar no impedimento da coroa se auto afiar, fazendo
com que os diamantes fiquem polidos.
Pressão excessiva poderá resultar em:
Desgaste prematuro das coroas impregnadas. Descalibre do diâmetro interno é a
maior causa.
Desvio do furo
Danos ao barrilete e às hastes
TAXA DE AVANÇO (ROP):
É o resultado de uma combinação, de RPMs, pressão e fluido e das características da
formação rochosa.
31
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO (Lama):
A utilização de fluidos na perfuração rotativa a diamante é extremamente necessário
pelos seguintes motivos:
Suspender, transportar e descarregar os fragmentos da rocha até a superfície.
Controlar as pressões de formação.
Vedar as formações permeáveis.
Estabilizar a formação perfurada.
Resfriar e lubrificar a broca e a coluna de perfuração.
Suportar parte do peso da coluna de perfuração.
Para monitorar o comportamento da perfuração e da formação que está sendo
perfurada, com as seguintes informações para o operador:
A perda de retorno fluido.
O aumento ou diminuição da pressão do sistema.
Vibração. Sempre que possível, o uso de polímeros viscosos e lubrificantes
são recomendados para melhorar o desempenho da coroa. Com a utilização
de aditivos em circulação no fluido, estes materiais tendem a reduzir o torque
da haste e vibração em furos mais profundos.
Normalmente, o fluido circulante é bombeado desde a superfície através da coluna de
perfuração, entre os tubos interno e externo do barrilete, passando pela face da coroa e
depois retorna à superfície através do espaço anular entre a coluna de perfuração e a
parede do furo. A regra básica é que a velocidade ascendente do fluido circulante deve
ser maior que a velocidade de precipitação dos fragmentos maiores transportados pelo
fluido.
Como as condições variam consideravelmente de uma operação de perfuração para
outra, é difícil definir parâmetros absolutos para furos em termos de circulação de
fluidos. Algumas experiências no local podem ser necessárias. Enquanto a hidráulica da
coroa é controlada até certo ponto, a regulagem da bomba, a viscosidade do fluido e a
quantidade real de circulação do líquido que se aplica, são em grande parte determinado
pela configuração da face da coroa, bem como pelo diâmetro anular.
32
VELOCIDADE ANULAR:
É definida como a taxa na qual o fluido circulante e os fragmentos são retornados para a
superfície através do espaço anular entre a parede do furo e a coluna de perfuração.
Velocidade anular excessiva pode causar erosão hidráulica da parede do furo em
formações moles, e contrapressão em formações compactas, enquanto a velocidade
anular insuficiente fará com que os fragmentos permaneçam em suspensão, e resultará
em hastes presas, desgaste de equipamentos e baixas taxas de penetração. Como uma
alternativa para maior velocidade anular, o operador da sonda pode aumentar a
viscosidade do fluido circulante para uma limpeza mais eficaz.
Grande parte dos parâmetros operacionais pode ser monitorada através do painel de
controle (Figura 4.4) através de manômetros, válvulas e alavancas.
Figura 4.4 - Painel de Controle da Sonda Hidráulica CS14 (Fonte: o autor).
33
4.6 - TIPOS DE COROAS
De um modo geral é a ferramenta de maior custo e de maior importância utilizada para
cortar a rocha. As coroas (Figura 4.5) são compostas de uma carcaça de aço que é
fundida com material cortante. As coroas são classificadas da seguinte forma:
Coroas cravadas
Coroas impregnadas
Coroas poli-cristalinas (PDC)
Coroas de carbeto de tungstênio
Figura 4.5 - Modelos de coroas diamantadas (Fonte: Curso de Procedimentos de Sondagem,
Equipamentos e Ferramentas – Almeida, N.D, 2012)
Neste estudo vamos no ater apenas às coroas cravadas e impregnadas.
Coroa cravada:
Como indica o nome, são aquelas onde os diamantes são cravados em sua superfície. O
tamanho dos diamantes e as quantidades é que vão definir para qual tipo de rocha é
mais apropriada.
34
O tamanho do diamante cravado se expressa na quantidade de pedras que se requer na
coroa, geralmente o tamanho da pedra varia de 8 a 125 PPQ (pedras por quilate). Um
quilate corresponde a 0,2 gramas.
A quantidade de pedras que será cravada na face da coroa obedece à seguinte regra:
quanto mais competente (dura) for a formação rochosa, menores serão os tamanhos dos
diamantes e maior a quantidade.
Coroa impregnada:
Ao contrário das coroas cravadas, as coroas impregnadas ao longo dos anos passaram
por grandes mudanças e sofisticação, mesmo com todo avanço tecnológico, a sua
confecção continua artesanal.
A função da matriz da coroa cravada é de sustentar os diamantes sem que ela se
desgaste, já as coroas impregnadas, tem uma função muito mais complexa, a matrix tem
que sustentar os diamantes sintéticos e se desgastar expondo os diamantes para cortar a
rocha. Seu desgaste deve ser uniforme e gradual para que os diamantes possam
completar sua função de corte até o final de sua vida útil. A escolha do tipo da série da
matriz com a correspondente situação geológica tem que ser bem balanceada.
Em geral as séries utilizadas em rochas muito duras e competentes, comparadas com
aquelas utilizadas em rochas macias e ou fraturadas, são opostas em termo de grau de
dureza da matriz.
Características a serem observadas para seleção das coroas:
Matriz:
A matriz é constituída por uma mistura de diamantes sintéticos, pó de tungstênio e
binder. Cada série tem uma resistência diferente à dureza e à abrasão.
Calibre:
Refere-se aos diâmetros externo e interno da coroa, que estão em contato direto com a
rocha e tem a função de proteger a matriz. Podem ser reforçados, caso seja necessário.
35
Saídas de água:
Existem disponíveis várias configurações de saídas de água, as quais dependem da
formação da rocha. Geralmente as rochas competentes exigem maior quantidade de
saídas de água, e as rochas fraturadas menos saídas de água, porém mais largas.
Altura da coroa:
Existem boas opções da altura da matriz, ela começa com 10, 12, 13 e 16 e até 25 mm.
A altura da matriz da coroa é uma decisão de custo, baseada na profundidade do furo e
na taxa de desgaste.
O posicionamento dos diamantes (Figura 4.6) e um desgaste balanceado entre a matriz
e os diamantes, dará a certeza de uma boa taxa de avanço e uma boa vida útil da coroa.
Figura 4.6 - Posicionamento dos diamantes na matriz da coroa (Fonte: Curso de Procedimentos de
Sondagem, Equipamentos e Ferramentas – Almeida, N.D, 2013).
36
Além das características citadas acima, devemos adotar os seguintes procedimentos para
escolha da coroa:
Dureza da rocha:
Classificada em rocha macia, média dura, dura, muito dura e extremamente dura.
Tamanho do grão:
Classificado em rocha de grão fino, médio e grosso.
Abrasividade:
Classificada como rocha não abrasiva, ligeiramente abrasiva e muito abrasiva.
Resistência:
Classificada como rocha competente, muito competente, fraturada e muito fraturada.
Outros componentes que afetarão também no desempenho da sondagem:
Calibradores.
Hastes.
Barriletes.
Revestimento.
Tubos.
Overshot.
Cabeça içadora de hastes.
Cabeça d’água
Na figura 4.7 é mostrada a sequência da coluna de perfuração.
Figura 4.7 – Componentes da coluna de perfuração (Fonte: Curso de Procedimentos de Sondagem,
Equipamentos e Ferramentas – Almeida, N.D, 2013).
37
Além dos componentes citados acima, a organização da praça de sondagem (Figura 4.8)
é fundamental não só para o bom desempenho da sondagem como também para os
aspectos relacionados à segurança.
Figura 4.8 - Praça de Sondagem (Fonte: o autor).
4.7 - ACONDICIONAMENTO DOS TESTEMUNHOS
Os testemunhos de sondagem são acondicionados em caixas de madeira (Figura 4.9), de
forma geral, bipartidas em três calhas de um metro, para perfuração em diâmetro H e
quatro calhas de um metro, para perfuração em diâmetro N. São dispostos no sentido de
avanço da perfuração e separados por placas de madeira de acordo com cada manobra.
38
Figura 4.9 - Caixa de testemunhos contendo hematita compacta fraturada (Fonte: o autor).
4.8 - ARQUIVAMENTO DOS TESTEMUNHOS
As caixas de testemunhos são arquivadas de forma ordenada em galpões, geralmente
com dimensões 60 X 20 X 6 metros. Estes galpões são dotados de prateleiras metálicas
com células individuais para o arquivamento de cada caixa (Figura 4.10). A
localização/rastreamento de cada caixa é controlada através de um software denominado
GDMS na funcionalidade Coreshed.
39
Figura 4.10 - Vista interna de um arquivo de testemunhos de sondagem padrão VALE (Fonte: acervo
Vale).
40
Capítulo 5
5 – DESCRIÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA
5.1 - DESCRIÇÃO GEOLÓGICA
A descrição geológica dos testemunhos de sondagem (Figura 5.1) é uma atividade
realizada pelos geólogos com o intuito de reconhecer a geologia em subsuperfície. Essa
consiste na identificação tátil-visual das características faciológicas, texturais e
estruturais das rochas em testemunhos de sondagem.
Os dados adquiridos na descrição geológica suportam a análise qualitativa e quantitativa
do corpo de minério, tornando-se uma ferramenta fundamental nos estudos de
viabilidade econômica do projeto mineiro de Ferro.
A descrição geológica dos testemunhos inclui os seguintes parâmetros:
a) Intervalos geológicos são unidades geológicas fisicamente distintas, cuja
representação nos modelos geológicos e geotécnicos é possível, face a
características como contatos definidos, identificação inequívoca, correlação e
continuidade espacial e, seletividade da lavra.
b) Os tipos litológicos incluem minérios e rochas estéreis “in situ”, isto é, antes de
terem sofrido movimentação de lavra. Os tipos litológicos devem corresponder a
horizontes mapeáveis na jazida.
c) Uma formação ferrífera é um grupo de rochas que possuem como componentes
mais representativos os minerais de ferro (hematita e magnetita).
d) O minério de ferro é uma rocha composta basicamente de minerais de ferro
(hematitas e magnetita) e quartzo, secundariamente.
e) A rocha estéril não possui valor econômico para a área de minério de ferro.
41
Figura 5.1 - Disposição de caixas de testemunhos e equipamentos para descrição dos testemunhos
(Fonte: acervo Vale)
5.2 - DESCRIÇÃO GEOTÉCNICA
A descrição geotécnica dos testemunhos de sondagem (Figura 5.1) é realizada pelo
mesmo geólogo, devendo a descrição geotécnica ser feita sempre anteriormente à
geológica.
Todas as descrições geotécnicas são necessariamente acompanhadas da descrição
geológica, mesmo se o furo atravessar somente material estéril.
A Caracterização Geotécnica é baseada em conceitos e símbolos internacionais
sugeridos pela ISRM (Internacional Society for Rock Mechanics – Suggested Methods.
Devido às características geológico-geotécnicas do maciço, os critérios e parâmetros da
ISRM foram ajustados aos da Vale. O sistema de classificação geotécnica utilizado é
baseado no trabalho de Bieniawski (1989).
Portanto, serão observados os seguintes parâmetros:
42
a) Grau de alteração: baseado nas características macroscópicas de alteração da
rocha;
b) Grau de Consistência: apreciação táctil-visual das características de resistência
ao impacto, risco, compressão uniaxial e trabalhabilidade do material;
c) Grau de Fraturamento: ponderado de acordo com espaçamento médio das
descontinuidades ou pela quantidade de descontinuidade por intervalo;
d) Condições das descontinuidades: apreciadas segundo o tipo de descontinuidade,
de abertura, rugosidade, alteração das paredes e preenchimento;
e) RQD – Rock Quality Designation: no mapeamento de superfície, avaliado
segundo o grau de fraturamento. Em sondagens, avaliado para trechos de
isofraturamento, de acordo com o procedimento usual, considerando a somatória
dos fragmentos maiores que 10 cm. São levadas em conta apenas as
descontinuidades naturais e não aquelas induzidas pelo processo de sondagem.
43
Capítulo 6
6 – PERFILAGEM GEOFÍSICA
6.1 - INTRODUÇÃO
Perfis geofísicos de furo de sondagem geológica registros contínuos de medições feitas
ao longo de um furo e correspondem à resposta da variação de algumas propriedades
físicas das rochas (Figura 6.1). São obtidos através da corrida de uma sonda de
perfilagem geofísica equipada com diversos sensores, sensíveis às variações das
diferentes propriedades físicas, que registram tais variações ao longo do espaço
percorrido no interior do furo.
Figura 6.1 - Representação de respostas de vários sensores na perfilagem geofísica (Fonte: Introdução à
geofísica de poço – Carrasquilla, A.G, 2012)
44
A perfilagem geofísica de um furo de sondagem geológica é um método usado em
pesquisa mineral e que consiste em obter a variação das propriedades físicas das rochas
ao longo do furo. Para a obtenção das propriedades de interesse em uma pesquisa
mineral, as sondas geofísicas são movimentadas dentro do furo de sondagem, sendo
registradas as propriedades desejadas, conferindo-se a integridade do furo e sua
profundidade total. Para isto, a sonda geofísica é içada até a superfície a uma
determinada velocidade efetuando o registro das propriedades referentes a cada sensor
utilizado (Webber,2008). Sondas geofísicas são constituídas por longas hastes de metal
cujo comprimento é da ordem de metros. No caso de furos profundos, onde se deseja
obter um conjunto de medidas de propriedades físicas distintas, a inserção e o içamento
da sonda geofísica em número de vezes igual ao número de ferramentas de perfilagem
utilizadas, ou seja, uma sonda para cada tipo de medida pode significar um custo alto,
além de um tempo de execução longo. Desse modo, pode-se obter múltiplas medidas de
propriedades físicas diferentes em uma única corrida, podendo ser modular, com
diversas sondas geofísicas conectadas, ou fixa, com diversos sensores em uma única
sonda geofísica. Desde a primeira perfilagem durante a década de 20, esse método foi
sendo adaptado e aperfeiçoado para utilização em diversos tipos de aplicações na
indústria mineral.
Os equipamentos se tornaram mais robustos permitindo a sua aplicação desde poços
profundos de petróleo até simples furos de desmonte em bancada de mina. Durante
muitos anos, o registro dos parâmetros era feito em meio físico, em bobinas de papel
que corriam sob penas móveis, compondo os perfis geofísicos. Atualmente, foram
desenvolvidos softwares específicos para o registro, Robertson WinLoger®
apresentação e Strater® da Golden Softwares e processamento de dados de perfilagem
geofísica.
O advento da perfilagem geofísica e seu subseqüente desenvolvimento em uma
tecnologia sofisticada revolucionaram a exploração de óleo e gás e a produção
industrial. A habilidade de “olhar e medir” os tipos de formação, inclinação das
formações, porosidade, densidade, tipo de fluidos e outros importantes fatores
transformaram a perfuração e pesquisas para óleo e gás em uma ciência refinada.
45
O desenvolvimento da perfilagem de poços contempla três áreas: perfilagem com
métodos elétricos, perfilagem sônica (ou acústica) e perfilagem nuclear, esta última
importante neste estudo.
A perfilagem utilizando radiação de origem nuclear teve início em 1940. As primeiras
ferramentas de perfilagem nuclear mediam a radiação de gama natural emitida pelas
formações de rocha atravessadas pelos furos de sondagem. Das três radiações nucleares
identificadas – alfa, beta e gama – apenas a radiação gama pode ser utilizada em
perfilagem de furos, já que apenas esta radiação possui poder de penetração suficiente
para atravessar as formações de rocha e revestimentos metálicos presentes nos furos de
sondagem (ALMEIDA et al, 2008).
A indústria de perfilagem geofísica moveu rapidamente sua atenção do monitoramento
da radiação passiva para o bombardeamento nuclear ativo e sua medição nos furos. Na
perfilagem de densidade da formação rochosa, introduzida em 1962, a parede do furo de
sondagem é irradiada com fonte de raios gama e um contador gama grava a quantidade
de partículas recuperadas da interação da radiação gama com a matéria. O perfil de
densidade (Gama-Gama) registra ocorrências na faixa de energia do espalhamento
Compton, relacionando a contagem registrada com a emissão da fonte, com a densidade
do meio atravessado pela radiação gama.
É objeto de discussão deste trabalho, a perfilagem geofísica com raios gama irradiados
na formação, com apresentação do método, caracterização técnica da ferramenta, as
limitações, os fatores operacionais que podem ocorrer e as aplicações do perfil gama-
gama (densidade).
6.2 - AQUISIÇÃO DOS DADOS GEOFÍSICOS
A aquisição de dados de perfilagem geofísica (Figura 6.2) pode ser dividida em fases
distintas, que vão desde a escolha do furo a ser perfilado até a entrega do equipamento e
da fonte radioativa ao local de armazenamento, após a realização da perfilagem.
Resumidamente, as etapas são:
46
escolha do alvo e furo(s) a ser(em) perfilado(s);
retirada da fonte radioativa da área de armazenamento;
transporte de equipamentos e chegada ao local de trabalho;
verificação das condições do furo de sondagem (profundidade, presença ou não
de água, desmoronamentos, revestimento, lama de perfuração, etc.);
verificação da área de trabalho, observando condições que poderiam dificultar a
instalação dos equipamentos de perfilagem e determinação de um local para a
operação com a fonte radioativa (presença de sondas de perfuração, equipe de
sondagem, iluminação no caso de uma perfilagem ao entardecer, etc.);
instalação do equipamento de perfilagem, posicionamento do guincho e do tripé,
conexões entre sonda, guincho, unidade de aquisição, computador e alimentação
de um gerador.
inicialização do software (WELL MANAGER) para coleta de dados;
testes da sonda com procedimentos padronizados;
inserção da sonda no furo a ser perfilado, respeitando o plano de radioproteção e
verificando o ponto inicial da perfilagem (referência de profundidade zero);
aquisição de dados (executada do fundo do furo para a superfície);
verificação do perfil e repetição da perfilagem conforme o caso;
retirada da sonda do furo, respeitando o plano de radioproteção, com
limpeza/lubrificação da mesma;
desacoplamento e acondicionamento do equipamento de perfilagem em suas
respectivas embalagens;
devolução da fonte radioativa e demais equipamentos à área de estoque. Os
procedimentos citados acima são executados sistematicamente nas coletas de
dados.
47
Figura 6.2 - Equipamentos no interior da unidade móvel de perfilagem geofísica (Fonte: Introdução à
geofísica de poço – Carrasquilla, A.G, 2012)
6.3 - GAMA GAMA
Registra as variações das densidades das rochas com a profundidade, pois existe uma
relação entre a participação volumétrica de cada elemento constituinte e a densidade
total da rocha.
A medida da densidade é realizada pelo bombardeio das camadas por um feixe
monoenergético de raios gama com uma fonte radioativa de césio 137.
A probabilidade de ocorrência de um choque entre os raios gama e a matéria depende
das propriedades nucleares do material envolvido e da energia da partícula. Quanto
maior a seção eficaz (diâmetro aparente de um núcleo a ser atingido) maior a
probabilidade de uma interação se realizar.
Quando os raios gama atravessam um meio qualquer, eles interagem com os elétrons
orbitais de seus constituintes de três modos distintos:
- podem ser absorvidos e um par elétron-pósitron é produzido em contrapartida - é o
efeito de produção de pares, e requer uma radiação gama com energias superiores a 10
MeV;
48
- podem ser absorvidos por um elétron, deslocando-o de sua órbita normal - é o efeito
fotoelétrico. Ocorre primariamente com raios gama de energia menor que 0,5 MeV ;e,
- Os raios gama podem ser defletidos pelos elétrons, os quais cede parte da energia
cinética. Este processo é denominado de efeito Compton e é a interação preferencial
entre os raios gama e as rochas, pelo fato de se usar a fonte de Césio 137 com energia
na faixa de 1 MeV.
A fonte de raios gama é utilizada para bombardear a formação, e a energia gama
espalhada que volta ao poço é medida. A fonte é pressionada à parede do furo de
sondagem por uma mola. Dois detectores são usados em diferentes distâncias da fonte
para corrigir o efeito do fluido. A intensidade da energia difusa que volta ao poço após
as colisões com os elétrons da formação pode ser interpretada para obter a densidade da
rocha (i.e., a massa por unidade de volume dos grãos minerais mais os fluidos presentes
nos poros).
6.4 - GAMA NATURAL
Os raios gama (GR) são ondas eletromagnéticas de alta energia que são emitidas pelo
núcleo atômico como uma forma de radiação, um cintilômetro mede a radiação natural
emitida pela formação geológica
Como principais características da radiação gama natural (GR), pode-se relacionar:
O perfil de Raios Gama é a medição da radioatividade natural na formação em
função da profundidade;
Formações arenosas de composição homogênea têm baixo nível de
radioatividade;
Pode ser executado em furos de sonda abertos ou revestidos;
A radiação natural se deve ao decaimento radioativo dos núcleos de K, Th e U
em subsuperfície, sendo medida apenas a contribuição das partículas gama.
Na sonda GR, um contador de cintilação detecta as desintegrações totais de
todas as fontes na região próxima da parede do furo de sonda (150-250 mm).
49
6.5 - CALIPER
Equipamento (Figura 6.3) que mede a forma/rugosidade da parede do furo de sonda
(restrições, desmoronamentos, distorções) através de braços mecânicos e sistema
hidráulico com potenciômetro calibrado.
As medidas de caliper são utilizadas para correção do gama-gama e do gama natural,
para cálculo de volume de material para cimentação do furo de sonda, informações
sobre descontinuidades nas formações rochosas e propriedades das formações através
dos desmoronamentos nas paredes do furo.
Figura 6.3 - Sondas de Perfilagens Geofísicas evidenciando diferentes calipers (Fonte: Introdução à
geofísica de poço – Carrasquilla, A.G, 2012)
50
Capítulo 7
7 – DADOS UTILIZADOS NA PARAMETRIZAÇÃO
7.1 – DADOS DE AMARRAÇÃO DA PERFURAÇÃO
Abaixo (Tabela 7.1) são mostrados os dados de amarração do furo realizado, tais como:
identificação, localização, coordenadas da boca, profundidade, direção, inclinação e
diâmetro.
Tabela 7.1 - Dados de amarração do furo de sondagem (Fonte: acervo Vale modificado pelo autor)
7.2 – EQUIPAMENTOS E FERRAMENTAL
O ferramental utilizado (Tabela 7.2), bem como as coroas (Tabela 7.3), na execução do
furo, objeto deste estudo, foi todo de fabricação própria da empresa executora.
Tabela 7.2 – Ferramental e suas características (Fonte: Geosol)
N E Z
ALGFD00134 Mina de Alegria 7.770.645,613 656.426,863 1.278,949 240,65 m 135° -70° HQ2 225,55 m
LocalizaçãoRecuperação
Global
Dados do Furo de Sondagem
Nº do Furo Profundidade Azimute DIP DiâmetroCoordenadas da Boca
PRODUTO EMPRESA DIAMETRO Ø EXTERNO Ø INTERNO FUNÇÃO
COROA GEOSOL HQ2 95,7 mm 67,4 mm Cortar a rocha.
CALIBRADOR GEOSOL HQ2 95,9 mm Estabilizar o tubo externo.
MANGA TRAVA GEOSOL HQ2 95,9 mm Estabilizar a parte superior do tubo externo.
TUBO EXTERNO GEOSOL HQ 92,1 mm 77,8 mm Alojar ferramental interno.
TUBO INTERNO GEOSOL HQ 73,0 mm 66,7 mm Alojar o testemunho.
HASTE GEOSOL HQ 88,9 mm 77,8 mm Transmitir torque, avanço e conduzir o fluido.
FERRAMENTAL UTILIZADO
51
Tabela 7.3 – Coroas utilizadas e sua duração. (Fonte: Geosol)
7.3 – FLUIDO DE PERFURAÇÃO
O fluido de perfuração utilizado (Tabela 7.4) mostrou ser de importância fundamental
durante a operação, permitindo ganho de produtividade sem desgaste excessivo de
ferramental e com elevada taxa de recuperação.
Tabela 7.4 – Componentes utilizados no fluido de perfuração (Fonte: Geosol).
TIPO DA PEÇA NÚMERO DE ATÉ
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2248628-10 0,00 116,45
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2243112-10 116,45 208,75
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2232228-10 208,75 228,20
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-11) 2601217-11 228,20 240,65
COROAS UTILIZADAS
52
7.4 – PRODUTIVIDADE
A produtividade (Figura 7.1) da sondagem cresceu de forma significativa neste último
ano devido à maior disponibilidade e ao melhor controle do fluido de perfuração, ou
seja, a sonda ficou a maior parte do tempo perfurando e a composição do fluido foi
adequada às características da formação rochosa. Os resultados mostram um avanço de
250% em relação à média do último triênio e 330% em relação ao furo onde foi
instalado o EDR, especificamente. Embora o furo tenha sido somente monitorado e não
controlado através do sistema, houve aumento da produtividade, acredita-se que
imputável à presença do sistema instalado.
Figura 7.1 – Evolução da produtividade da sondagem (Fonte: o autor)
O gráfico da figura 7.2 demonstra a evolução da metragem executada por turno e dia
trabalhado, sendo evidente a atenuação da produção com o passar dos dias. De forma
geral, essa queda de produção está atrelada à profundidade do furo, ou seja, quanto mais
profundo menor a produtividade. 75% da metragem executada, demonstra que houve
uma produção de 18,9 m por turno trabalhado sendo que 41% da produção geral do furo
executado está atrelado a metragem executada no 2º turno.
231
331 379
806
1049,16
2012 2014 2013 2015 Furo ALGFD 000134
Produtividade
53
Figura 7.2 – Metragem executada por turno e dia trabalhado. (Fonte: acervo Vale / Igor Rosa)
7.5 – DISPONIBILIDADE
Das 165 horas dispendidas para execução do furo, 88 horas foram consumidas com a
perfuração propriamente dita (Figura 7.3). Esta disponibilidade mostra que a empresa
executora está aplicando mais horas à manutenção preventiva que à corretiva.
54
Figura 7.3 – Disponibilidade do furo (Fonte: o autor)
7.6 – O SISTEMA EDR (Electronic Drilling Recorder)
O Registrador de Perfuração Eletrônico fornece os dados de perfuração tanto na sonda
como à distância, utilizando-se de um sistema de sensores e computadores. O EDR pode
ser configurado conforme demanda do cliente, ou seja, fornece fácil acesso às
informações necessárias referentes aos parâmetros operacionais.
0,15
0,5
0,5
1,5
1,75
2
2
2,5
2,5
2,75
3
4
4,25
4,75
5,25
6
6
8,25
9
10,5
88
Desviando Furo
Lanche
Desmobilização de Praça
Abastecendo Sonda
Falta de Ferramental
Detonação
Paradão de Segurança
Perfilagem Geofísica
Revestindo furo
Batendo Lama
Instalando Praça
DSSMA
Manutenção Corretiva
Inserindo Ferramenta
Lavando Furo
Recortando Furo
Medida de Desvio
Manutenção Preventiva
Refeição
Sacando Ferramenta
Perfurando
Disponibilidade (Atividade / Hs)
55
7.6.1 - FUNÇÃO E CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
Este sistema tem como função principal o registro dos dados da perfuração. Quando
utilizado em grande potencial, o sistema permite a conexão entre toda a equipe
envolvida na sondagem, ou seja, conectar gerente, supervisor, fiscal, sondador e
geólogo, ou qualquer outro usuário no local da sonda juntos em uma rede de dados. Os
dados são registrados e armazenados no local (Figura 7.4) de perfuração e podem ser
visualizados por quaisquer destas estações de trabalho (Figura 7.5). Os dados são
transmitidos através de satélites banda larga e acessados remotamente à rede do
fornecedor do sistema. A conectividade da internet é fornecida para todos os usuários
no local da sonda. O sistema também pode fornecer base para outras instrumentações,
como por exemplo, o analisador de lama.
Figura 7.4 - Sistema de armazenamento dos dados captados pelos sensores (Fonte: o autor)
56
Figura 7.5 - Monitor mostrando os dados de saída em tempo real (Fonte: o autor)
Uma funcionalidade extremamente importante do sistema é o envio de informações e
determinação de limites com alarme (Figura 7.6) para o sondador através de mensagens
que aparecerão no monitor instalado na sonda (Figura 7.7).
Figura 7.6 - Envio de dados à distância para o sondador (Fonte: o autor)
57
O sistema além de outras funcionalidades possibilita:
Monitorar a posição da coroa todo momento;
Armazenar todos os dados de perfuração;
Acessar os dados históricos do furo;
Escalonar todos os traços de sensor, individualmente;
Incluir um sistema de memorando e mensagem;
Calcular e rastrear o desgaste da linha de perfuração, a velocidade de penetração,
o peso sobre a broca, e saída total da bomba;
Rastrear as horas de broca e de circulação;
Incluir telas de exibição intuitivas e de fácil leitura para auxiliar no
monitoramento de operações críticas na sonda, tais como perfuração, circulação
e manobras.
Figura 7.7 - Painel de visualização do sondador (Fonte: o autor)
58
7.6.2 – SENSORES
SENSOR DE PROXIMIDADE
Os sensores de proximidade (Figuras 7.8 e 7.9) têm como objetivos monitorar bomba de
fluido, rotação da ferramenta e avanço e profundidade.
Os sensores são induzidos por um ou mais objetivos (peças metálicas/cantoneiras de
aço) instalados a uma profundidade ideal, fazendo com que o sensor atue e envie um
pulso elétrico ao sistema. O sistema EDR recebe esta informação e a transforma em
informação/dados. Cada variável possui sua opção de calibração no menu, registrando e
exibindo graficamente os dados.
Figura 7.8 - Sensor de profundidade instalado na roldana da torre (Fonte: o autor)
59
Figura 7.9 - Sensor de rotação instalado no mandril da coluna de perfuração (Fonte: o autor)
SENSOR DE PRESSÃO
Este sensor (Figura 7.10) tem como objetivo monitorar a pressão de injeção. Trata-se de
um transdutor elétrico que trabalha em escala de corrente entre 4-20 mA, onde o menor
valor destina-se ao zero de pressão nas linhas e o maior ao máximo de pressão ao qual o
sensor foi designado. São utilizados sensores de 5.000, 6.000, 10.000 e 15.000 psi,
todos calibrados e certificados.
60
Figura 7.10 - Sensor de pressão instalado na saída da bomba de lama (Fonte: o autor)
SENSOR DE CONTRAPRESSÃO
É um sensor hidráulico (Figura 7.11), para sistema fechado, que tem como objetivo
monitorar a pressão, o torque e o peso sobre broca. Este sensor é um transdutor elétrico
que trabalha em escala de corrente entre 4-20 mA. Pode-se receber qualquer variação de
circuito hidráulico e relacioná-lo ao parâmetro desejado.
61
Figura 7.11 - Sensor de contrapressão instalado no registro do alimentador do fluido (Fonte: o autor)
7.7 – LITOLOGIA E GEOMECÂNICA
A descrição dos testemunhos mostra que no furo observam-se rochas ferruginosas
friáveis, semi-compactas e algumas passagens compactas fraturadas (Tabela 7.5). Há
predominância de material goethítico hidratado composto basicamente por quartzo,
goethita, hematita, magnetita e argilominerais. As rochas apresentam granulometria
média (areia fina à grossa), magnetismo moderado e taxa de liberação de sílica variável
de acordo com a compacidade.
62
Tabela 7.5 - Descrição geológica dos testemunhos (Fonte: acervo Vale – Geóloga Priscila Coelho)
LITOLOGIAPROFUNDIDADE
INICIAL (m)
PROFUNDIDADE
FINAL (m)DESCRIÇÃO GEOLÓGICA
LT 0 9,35
Material friável, muito hidratado, de cor laranja arroxeada escura. Composto por
quartzo, bauxita, limonita e hematita. Granulometria média, porosidade alta,
magnetismo médio, liberação de sílica média, contato inferior gradacional.
IGOF 9,35 32,3
Material friável, muito hidratado, de cor cinza ocreado escuro, com estrutura
bandada. Composto por quartzo, hematita, goethita e anfibolio. Granulometria
média, porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato
inferior brusco.
VQ 32,3 34
Material semi-compacto, hidratado, de cor branca amarronzada clara. Composto
por quartzo, argilominerais e hematita. Granulometria média, grau de
fraturamento alto, porosidade média, magnetismo baixo, liberação de sílica
baixa, contato inferior brusco.
IGOF 34 59,45
Material friável, muito hidratado, de cor cinza amarronzada escura. Composto
por quartzo, goethita, hematita e argilominerais. Granulometria fina à média,
porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato inferior
gradacional.
IF 59,45 113,95
Material friável, muito hidratado, de cor cinza esbranquiçada escura. Composto
por quartzo, hematita, argilominerais e goethita. Granulometria fina à média,
porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato inferior
gradacional.
HGOC 113,95 117,45
Material compacto, hidratado, de cor cinza amarronzada escura. Composto por
hematita e goethita. Granulometria média, grau de fraturamento alto, porosidade
baixa, magnetismo médio, liberação de sílica baixa, contato inferior gradacional.
IF 117,45 136,6
Material friável, muito hidratado, de cor cinza esbranquiçada clara. Composto
por quartzo, hematita, argilominerais e goethita. Granulometria fina à média,
porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato inferior
gradacional.
HGOC 136,6 137,15
Material compacto, hidratado, de cor cinza amarronzada escura. Composto por
hematita e goethita. Granulometria média, grau de fraturamento alto, porosidade
baixa, magnetismo médio, liberação de sílica baixa, contato inferior gradacional.
IF 137,15 179,2
Material friável, muito hidratado, de cor cinza esbranquiçada escura. Composto
por quartzo, hematita, argilominerais e goethita. Granulometria fina à média,
porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato inferior
gradacional.
IC 179,2 185,15
Material compacto, hidratado, de cor cinza esbranquiçada escura, com estrutura
bandada. Composto por: Quartzo, hematita, martita e anfibolio. Granulometria
fina à média, grau de fraturamento alto, porosidade baixa, magnetismo médio,
liberação de sílica baixa, contato inferior gradacional.
IF 185,15 205,8
Material friável, muito hidratado, de cor cinza esbranquiçada escura. Composto
por quartzo, hematita, argilominerais e goethita. Granulometria fina à média,
porosidade alta, magnetismo médio, liberação de sílica alta, contato inferior
gradacional.
IC 205,8 226
Material compacto, hidratado, de cor cinza esbranquiçada escura, com estrutura
bandada. Composto por quartzo, hematita, martita e anfibolio. Granulometria
fina à média, grau de fraturamento alto, porosidade baixa, magnetismo médio,
liberação de sílica baixa, contato inferior gradacional.
IARS 226 231,7
Material semi-compacto, muito hidratado, de cor cinza ocreada escura, com
estrutura bandada. Composto por hematita, argilominerais, anfibolio e quartzo.
Granulometria fina à média, grau de fraturamento alto, porosidade alta,
magnetismo alto, liberação de sílica alta, contato inferior gradacional.
IC 231,7 237,7
Material compacto, muito hidratado, de cor cinza ocreada escura, com estrutura
bandada. Composto por goethita, anfibolio, quartzo e hematita. Granulometria
fina à média, grau de fraturamento alto, porosidade baixa, magnetismo alto,
liberação de sílica baixa, contato inferior gradacional.
IARS 237,7 240,65
Material semi-compacto, muito hidratado, de cor cinza amarronzada escura, com
estrutura bandada. Composto por argilominerais, hematita, quartzo e anfibolio.
Granulometria fina à média, grau de fraturamento alto, porosidade alta,
magnetismo alto, liberação de sílica média.
63
Os testemunhos de três intervalos crescentes (Figura 7.12) evidenciam os materiais
presentes nas diferentes cotas do furo. Na caixa da esquerda (topo do furo) observa-se a
cobertura superficial (laterita) seguida por material ferroso friável. A caixa do meio
(cota mediana do furo) é composta por itabirito friável com maior teor aparente de ferro
e a da direita (base do furo) é composta por itabirito goethítico semi-compacto com
bandamento regular.
Figura 7.12 - Caixas de testemunhos mostrando litologias e compacidades diferentes (Fonte: acervo
Vale/o autor)
7.8 – PERFILAGEM GEOFÍSICA
Os resultados da perfilagem geofísica do furo ALGFD00134 serão descritos por
intervalos, conforme a seguir:
O log de perfilagem (Figura 7.13) apresenta densidades entre 2.00g/cm³ e 3.00g/cm³ em
sua porção inicial até 9m de profundidade, onde ocorre a passagem de laterita para
Itabirito goethítico não havendo, no entanto, mudança nas leituras de gama natural, o
que sugere que haja uma transição suave, ou que a composição de ambas tenha graus
parecidos de heterogeneidade.
64
Figura 7.13 – Intervalo 1 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
A partir de 9m de profundidade (Figura 7.14), as densidades se tornam mais altas,
apresentado valores em torno de 3.50g/cm³, com uma variação de amplitude maior, ou
seja, com maiores variações possivelmente condicionadas pelo bandamento, havendo
um aumento das contagens de gama natural, até a profundidade de 32.4m onde ocorre
um veio de quartzo e uma diminuição pontual das contagens de gama natural.
65
Figura 7.14 – Intervalo 2 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
De 36m até 59m onde ocorre novamente itabirito goethítico, as contagens são sistematicamente mais
altas, passando a contagens em torno de 100 API até 68m a partir (Figura 7.15) de onde ocorre um
aumento sistemático das contagens gama natural e sucessões de diminuição a aumento sem que haja
mudança significativa nas densidades.
66
Figura 7.15 – Intervalo 3 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
Na profundidade de 99m (Figura 7.16), verifica-se uma diminuição do diâmetro do furo.
Figura 7.16 – Intervalo 4 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
67
Sendo que o trecho é composto por um pacote de itabirito friável que se estende até a
profundidade de 114m (Figura 7.17).
Figura 7.17 – Intervalo 5 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
A partir desse ponto, ocorre um aumento na frequência de variação tanto da densidade
como da contagem gama natural (Figura 7.18), atingindo valores de pico
sistematicamente maiores com relação aos pacotes sobrejacentes, sugerindo um alto
grau de faturamento em material de densidade alta, que persiste até 138m, marcando os
contatos de um pacote de itabirito delimitado por hematitas goethíticas.
68
Figura 7.18 – Intervalo 6 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
A figura 7.19 mostra que a densidade desse ponto em diante é sistematicamente menor.
Figura 7.19 – Intervalo 7 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
69
Sendo que a contagem de gama natural começa alta e sofre uma diminuição gradual
com a profundidade (Figura 7.20).
Figura 7.20 – Intervalo 8 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
Sugere-se que a formação rochosa, vai passando de friável a compacto com a
profundidade até 179m onde a rocha exibe um comportamento compacto, com aumento
da densidade e baixos valores de contagem gama natural (Figura 7.21).
70
Figura 7.21 – Intervalo 9 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
Tal comportamento perdura até a profundidade de 185m, onde as contagens gama
natural começam a aumentar novamente, e ocorre uma diminuição dos valores de
densidade. Tal comportamento pode ser indicativo de um novo pacote de material
friável, novamente com transição gradacional (Figura 7.22).
71
Figura 7.22 – Intervalo 10 do log de perfilagem geofísica (Fonte: acervo Vale/Geofísico Wanderson
Pereira)
72
7.9 – DESVIO DO FURO
Um dos processos de validação das leituras obtidas pelos equipamentos de media de
desvio está relacionado à precisão entre a primeira e a segunda corrida realizada (A e
B), sendo que quanto mais próximo uma corrida da outra, maior será a precisão do
equipamento. Essas corridas podem ser realizadas de diversas formas, levando em
consideração a avaliação técnica do operador que determinará se as leituras serão
realizadas uma no sentido descendente e a outra no sentido ascendente ou as duas no
sentido descendente ou as duas no sentido ascendente ou uma no sentido ascendente e a
outra descendente. Com os dados obtidos das duas leituras processados é avaliado a
distância entre o ponto da primeira leitura em relação à segunda com base na estação
percorrida, sendo esse processo realizado a cada 48m mais a leitura final e o nível
aceitável de precisão deve ser igual ou inferior a 1%:
DAB (m) – Distância entre o ponto da leitura A e B.
S1 (m) – Estação percorrida.
P (%) – precisão entre as leituras A e B.
(DAB / S1) x 100 = P
As leituras realizadas pelo equipamento de medida de desvio no furo analisado tem
como princípio a aquisição relativa, ou seja, a leitura posterior depende do registro da
leitura anterior, desta forma aumenta a possibilidade de erros acumulativos ao longo da
metragem perfilada. Na Figura 7.23, 75% das leituras tiveram índices igual ou inferior
a 0,505% sendo registrado nível máximo na ordem de 0,670% na estação (station)
159m. Embora se perceba que com o aumento da metragem perfilada aumenta a
impressão entre leituras, após a estação 159m esse índice tende a diminuir chegando a
valores próximos a 0,1%.
73
Figura 7.23 – Precisão entre leituras A e B (Fonte: acervo Vale/Igor Rosa).
O gráfico abaixo (Figura 7.24) mostra três pontos de maior desvio, o primeiro de 0 a 10
metros, certamente causado pelo material composto principalmente de aterro, o
segundo, aos 50 metros, provavelmente causado pela mudança de mergulho das
camadas e o último causado pela transição do material friável para o compacto.
74
Figura 7.24 – Variação do DIP em função da profundidade. (Fonte: acervo Vale/Igor Rosa)
Na Figura 7.25 fica evidente o crescente desvio ao longo da metragem executada do
furo realizado tomando como referencia o furo projetado, atingindo uma metragem final
na ordem de 15,65 metros em relação ao idealizado. Aproximadamente entre as leituras
54 a 114 metros de perfurados é possível perceber uma constância na inclinação do
desvio realizado saindo de 0,85 para 5,98 metros, nas leituras de 114 a 207 metros o
furo passa a ter uma diminuição na inclinação saindo de 5,98 para 9,65 metros,
entretanto essa inclinação se torna acentuada após a metragem de 207 metros na
passagem pela litologia (IC) onde o furo finaliza com 15,65 metros de desvio.
Figura 7.25 – Crescimento do desvio com o avanço da profundidade. (Fonte: acervo Vale/Igor Rosa)
75
7.10 – CORRELAÇÃO DOS DADOS
7.10.1 – CORRELAÇÃO “A”
INTERVALO DATA HORÁRIO
0,00 a 4,00 metros 16/07/2015 16:35 hs às 17:40 hs
O EDR mostra que as altas taxas de avanço são correspondentes às rotações mais altas.
Mostra também que a pressão do fluido sobe junto com a taxa de bombeio, nestes
intervalos o torque diminui. (Figura 7.26).
Figura 7.26 - LOG do EDR referente à correlação A (Fonte: PASON – modificado pelo autor).
76
O boletim de sondagem (Tabela 7.6) mostra as baixas taxas de recuperação.
Tabela 7.6 – Intervalo do boletim de sondagem correspondente à correlação A (Fonte: Planilha de coleta
de dados de sondagem – Geosol – modificado pelo autor)
Profundidade Avanço
Recuperação
De Até Metros %
0,00 1,90 1,90 0,10 5%
1,90 2,50 0,60 0,40 67%
2,50 4,00 1,50 0,60 40%
4,00 5,00 1,00 0,70 70%
A caixa de testemunhos (Figura 7.27) evidencia a perda de recuperação do material
desagregado, principalmente na primeira manobra com 1,90 metros de avanço e
somente 10 centímetros de recuperação.
Figura 7.27 – Caixa de testemunhos evidenciando a baixa recuperação. Referente à correlação A (Fonte:
acervo Vale / geóloga Priscila Coelho / modificado pelo autor).
Comentário: decisão do sondador em não furar embuchando para não comprometer a
fixação da sonda que ainda estava fresca, utilizou de altas taxas de rotação, avanço e de
bombeamento do fluido ocasionando o carreamento do material desagregado pela lama,
impactando negativamente na taxa de recuperação.
7.10.2 – CORRELAÇÃO “B”
INTERVALO DATA HORÁRIO
58,00 a 60,00 metros 17/07/2015 4:15 hs às 8:25 hs
77
O log do EDR (Figura 7.28) mostra que num intervalo de 10 minutos o sondador desceu
e subiu o top drive dezoito vezes utilizando de baixas rotações, em torno de 50 rpm.
Neste intervalo, observa-se também que durante os picos de rotação o torque também
sobe e o peso sobre a coroa permanece menor que a contrapressão. O circuito de
bombeamento está fechado.
Figura 7.28 - LOG EDR correspondente à correlação B (Fonte: PASON – modificado pelo autor)
78
O boletim de sondagem (Tabela 7.7) mostra intervalo com baixa taxa de recuperação.
Tabela 7.7 – Intervalo do boletim de sondagem correspondente à correlação B (Fonte: Planilha de coleta
de dados de sondagem – Geosol – modificado pelo autor)
Profundidade Avanço
Recuperação
De Até Metros %
57,30 57,85 0,55 0,10 18%
57,85 59,35 1,50 1,30 87%
59,35 61,10 1,75 1,75 100%
61,10 63,00 1,90 1,55 82%
A caixa de testemunhos (Figura 7.29) evidencia, além de perda de recuperação,
intervalos com material misturado.
Figura 7.29 – Caixas de testemunhos evidenciando intervalos com material misturado. Referente à
correlação B (Fonte: acervo Vale / geóloga Priscila Coelho / modificado pelo autor)
79
Comentário: este tipo de manobra na operação de sondagem sugere a geração de
material da parede do furo para aumentar a taxa de recuperação, porém no boletim de
sondagem consta atividade relacionada à manutenção preventiva, contudo com o
equipamento em funcionamento.
7.10.3 – CORRELAÇÃO “C”
INTERVALO DATA HORÁRIO
116,45 a 161,50 metros 19/07/2015 1:20 hs às 18:55 hs
O log do EDR (Figura 7.30) mostra todos os parâmetros em funcionamento com
exceção da rotação (encostada na margem esquerda do log).
Figura 7.30 - LOG EDR correspondente à correlação C (Fonte: PASON – modificado pelo autor)
80
A placa de sustentação do sensor de rotação (Figura 7.31) se deslocou para baixo
impedindo que o mesmo captasse o sinal do objetivo instalado no mandril da sonda.
Figura 7.31 – Fotografia evidenciando o sensor de rotação fora da direção do objetivo instalado no
mandril da sonda (Fonte: o autor)
Comentário: com todos os parâmetros em funcionamento, principalmente com taxa de
avanço durante longo período de tempo e intervalo perfurando, conclui-se que o sensor
de rotação encontrava-se inoperante. Este problema ocorreu durante período de sacar
ferramentas e/ou recorte do furo, evidenciado em outra correlação mais à frente.
7.10.4 – CORRELAÇÃO “D”
INTERVALO DATA HORÁRIO
116,45 a 161,50 metros 19/07/2015 1:20 hs às 18:55 hs
No LOG EDR (Figura 7.32) verifica-se inicialmente uma grande rotação, em torno de
1000 rpm, de curto prazo, com alto peso sobre broca, alta pressão do fluido e top drive
embaixo, seguido de queda brusca na rotação, em torno de 50 rpm, subida do top drive,
diminuição do torque e do peso sobre a coroa, com alívio da pressão de fluido. Neste
81
intervalo a taxa de avanço é nula. Observa-se que nos intervalos anteriores existem
intercalações de altas e baixas rotações, o mesmo acontecendo com a taxa de avanço,
torque e pressão do fluido.
Figura 7.32 – LOG EDR da correlação D (Fonte: PASON – modificado pelo autor)
O Boletim de sondagem (Tabela 7.8) mostra o registro deste intervalo com 1 metro de
avanço e taxa de recuperação igual zero.
Tabela 7.8 – Dados do Boletim de Sondagem (Fonte: Geosol – modificado pelo autor)
Profundidade Avanço
Recuperação
De Até Metros %
28,30 29,80 1,50 1,20 80%
29,80 30,80 1,00 0,00 0%
30,80 32,30 1,50 1,20 80%
82
O LOG Geofísico (Figura 7.33) mostra uma queda no perfil de densidade.
Figura 7.33 – LOG da Perfilagem Geofísica referente à correlação D (Fonte: acervo Vale – Geofísico
Wanderson Pereira)
Na caixa de testemunhos pode-se ver que o material das manobras anterior e posterior é
muito fraturado contendo fragmentos de veios de quartzo, sendo que na posterior mostra
um fragmento roletado pela coroa.
83
Figura 7.34 – Caixas de testemunhos de sondagem referente à correlação D (Fonte: acervo Vale –
geóloga Priscila Coelho)
Comentário: o perfil de densidade indica a ocorrência de uma zona com maior
quantidade de quartzo, o que justifica a queda da densidade. O EDR nos mostra taxas de
avanço muito altas, em alguns pontos superiores a 200 metros por hora, o que sugere a
perda de recuperação no intervalo contendo quartzo fraturado e/ou fragmento de quartzo
preso na entrada da coroa. A caixa de testemunhos nos permite visualizar que o
fragmento desprendeu da manobra sem recuperação, caiu no fundo do furo, e foi
pescado na manobra seguinte.
7.10.5 – CORRELAÇÃO “E”
INTERVALOS DATAS HORÁRIO
Variados Variadas Variados
84
No gráfico abaixo (Figura 7.35), podemos ver altas taxas de recuperação com grandes
tamanhos de avanços e também o inverso, baixas recuperações com pequenos tamanhos
de avanço.
Figura 7.35 – Taxa de recuperação versus tamanho do avanço referente à correlação E (Fonte: o autor)
O boletim de sondagem (tabela 7.9) mostra em sequência três tamanhos diferentes de
avanço com taxa de recuperação 100%.
Tabela 7.9 – Dados do boletim de sondagem referentes à correlação E (Fonte: Geosol – modificado pelo
autor)
Profundidade Avanço Recuperação
De Até Metros %
34,70 35,65 0,95 0,95 100%
35,65 37,55 1,90 1,90 100%
37,55 38,85 1,30 1,30 100%
85
No log EDR (Figura 7.36) verificam-se altas rotações e altas pressões de fluido com boa
taxa de avanço, em torno de 12 metros por hora.
Figura 7.36 – Log EDR referente à correlação E (Fonte: PASON – modificado pelo autor)
Na descrição e classificação geomecânica (tabela 7.10) verifica-se que o intervalo é de
rocha macia, altamente alterada e desagregada.
Tabela 7.10 – Descrição e classificação geomecânica referente à correlação E (Fonte: Acervo Vale –
modificado pelo autor)
Comentário: diferentemente do que é dito sobre perfuração em minério de ferro friável
e/ou desagregado, é possível obter altas taxas de recuperação perfurando com altas
rotações e altas taxas e grandes tamanhos de avanço
86
7.10.6 – CORRELAÇÃO “F”
INTERVALOS DATAS HORÁRIO
Variados Variadas Variados
A perfilagem geofísica mostra através do perfil do bit size que o furo teve redução de
diâmetro próximo dos 90 metros de profundidade.
Figura 7.37 – Log da perfilagem geofísica referente à correlação F (Fonte: acervo Vale – geofísico
Wanderson Pereira – modificado pelo autor)
O log EDR (Figura 7.38) mostra interrupção na taxa de avanço aos 115,50 metros. Logo
em seguida o circuito de bombeamento é fechado com top drive subindo e descendo. A
contrapressão é superior à pressão sobre coroa.
87
Figura 7.38 – Log EDR referente à correlação F (Fonte: PASON - modificado pelo autor)
O boletim de sondagem (Tabela 7.11) mostra atividades de recortar furo e manutenção
corretiva para troca de mordentes e mangueira do alimentador de lama.
Tabela 7.11 – Boletim de sondagem referente à correlação F (Fonte: Geosol – modificado pelo autor)
Profundidade Avanço
Recuperação Atividades X tempo
De Até Metros %
116,45 116,45 NA NA NA
Data: 18/07/15 De 13:00 às 13:30hs DDS, manutenção preventiva De 13:30 às 15:30hs recortando furo De 15:30 às 16:00hs manutenção corretiva (trocando mordentes e mangueira do alimentador de lama) De 16:00 às 16:30hs falta de ferramental De 16:30 às 17:30hs recortando furo De 17:30 às 18:15hs sacando ferramenta De 18:15 às 18:30hs desviando furo De 18:30 às 20:30hs revestindo furo De 20:30 às 21:00hs abastecendo sonda
88
O log EDR (Figura 7.39) mostra top drive em cima, trabalho de bombeamento
interrompido, sem taxa de avanço e sem rotação. A contrapressão superior à pressão
sobre coroa.
Figura 7.39 – Log EDR referente à correlação F (Fonte: PASON - modificado pelo autor)
O log EDR (Figura 7.40) mostra o retorno do trabalho de bombeamento, pressão sobre
coroa maior que a contrapressão e descida do top drive. A rotação não aparece, pois
neste intervalo o sensor de rotação encontrava-se inoperante.
89
Figura 7.40 – Log EDR referente à correlação F (Fonte: PASON - modificado pelo autor)
Comentário: a evidência da redução do diâmetro do furo mostrado no log da
perfilagem geofísica foi ratificada pelos logs do EDR mostrando inicialmente a
interrupção do avanço, em seguida a operação de sacar ferramentas e recortar o furo
para revestimento. Durante esta manobra houve parada para manutenção corretiva, mais
especificamente para troca de mordentes e alimentador de lama.
7.10.7 – CORRELAÇÃO “G”
INTERVALO DATA HORÁRIO
208,75 a 228,20 metros 21/07/2015 1:20 hs às 18:55 hs
A tabela 7.12 de coroas utilizadas na perfuração mostra um desempenho muito ruim da
coroa número 2232228-10 da série S-10 com apenas 19,45 metros perfurados que
representam apenas 0,08 % da metragem total. Após este baixo desempenho, a coroa foi
substituída por outra da série S-11 que perfurou 12,45 metros no furo ALGFD00134 e
mais 61,60 metros no furo ALGFD00135, totalizando 94,05 metros.
90
Tabela 7.12 – Coroas utilizadas na perfuração referente à correlação G (Fonte: Geosol – modificado pelo
autor)
COROAS UTILIZADAS
TIPO DA PEÇA NÚMERO DE ATÉ METRAGEM %
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2248628-10 0,00 116,45 116,45 0,48
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2243112-10 116,45 208,75 92,30 0,38
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-10) 2232228-10 208,75 228,20 19,45 0,08
COROA HQ2 EXTRA TURBO IMP. LATERAL (S-11) 2601217-11 228,20 240,65 12,45 0,05
A tabela 7.13 mostra o como exemplo o impacto de um intervalo com problemas
operacionais no resultado final do furo.
Tabela 7.13 – Contaminação de um intervalo na produtividade referente à correlação G (Fonte: Geosol –
modificado pelo autor)
CONTAMINAÇÃO DE INTERVALO COM PROBLEMAS NA PRODUTIVIDADE GLOBAL
Descrição Metragem Perfurada
(m)
Tempo Gasto
(h)
Tempo Gasto (dias)
Taxa de Avanço Média (m/h)
Produtividade (m/sonda/mês
Furo 240,65 88 3,7 2,7 1049,15
Intervalo 19,45 21 0,9 0,9 355,33
Expurgando o intervalo 240,65 64 ↓ 2,7 ↓ 3,8 ↑ 1457,87 ↑
O log EDR (Figura 7.41) mostra alta rotação, top drive embaixo, retorno da taxa de
avanço, torque alto e peso excessivo sobre a coroa, com pressão de fluido e taxa de
bombeamento bem altas.
91
Figura 7.41 – Log EDR referente à correlação G (Fonte: PASON - modificado pelo autor)
Nas caixas de testemunhos (Figura 7.29) pode-se ver a transição do material de friável a
semi-compacto e de semi-compacto a compacto.
92
Figura 7.42 – Caixas de testemunhos referentes à correlação G (Fonte: acervo Vale / geóloga Priscila
Coelho)
Comentário: a provável causa do baixo desempenho da coroa é a transição de uma
formação rochosa mais macia para uma mais dura e fraturada, esta ocorrência pode
causar a quebra do material cortante ou o afundamento dos diamantes na matriz. O log
EDR mostra o esforço do sondador para tentar atravessar o maciço rochoso, ou seja,
aumenta a rotação e descarrega o peso da composição sobre a coroa. Como a pressão do
fluido aumenta, é aumentada também a taxa de bombeamento, isto para evitar a falta de
lama na base do furo e consequentemente a queima da coroa.
93
7.10.8 – CORRELAÇÃO “H”
INTERVALO DATA HORÁRIO
205 a 206 metros 20/07/2015 22:00hs às 22:30hs
O gráfico abaixo (Figura 7.43) mostra que o maior desvio acontece na passagem da
rocha friável para rocha compacta.
Figura 7.43 – Desvio versus litologia referentes à correlação H (Fonte: acervo Vale/Igor Rosa)
O log EDR (Figura 7.44) mostra a interrupção e retorno da taxa de avanço, top drive
subindo, contrapressão superior à pressão sobre coroa e trabalho de bombeamento
interrompido e logo após, retornado.
94
Figura 7.44 – Log EDR referente à correlação H (Fonte: o autor)
Comentário: região de transição entre a formação friável e a compacta já começando a
interferir na taxa de avanço. Sugere-se o início do desgaste prematuro da coroa.
7.10.9 – CORRELAÇÃO “I”
INTERVALO DATA HORÁRIO
70,50 metros 17/07/2015 15:30hs
O log EDR (Figura 7.45) mostra pressão de fluido zero.
95
Figura 7.45 – Log EDR referente à correlação I (Fonte: o autor)
O boletim de sondagem (Tabela 7.14) mostra baixa recuperação neste intervalo.
Tabela 7.14 – Boletim de sondagem apontando baixa recuperação. Referente à correlação I
(Fonte: Geosol – modificado pelo autor)
Profundidade Avanço
Recuperação
De Até Metros %
68,00 69,00 1,00 1,00 100%
69,00 69,70 0,70 0,55 79%
69,70 70,50 0,80 0,20 25%
70,50 70,95 0,45 0,35 78%
70,95 71,45 0,50 0,45 90%
71,45 73,50 2,05 2,05 100%
A caixa de testemunhos (Figura 7.46) evidencia a transição do testemunho contínuo
para material todo fragmentado.
96
Figura 7.46 – Caixa de testemunhos mostrando a mudança de material referente à correlação I (Fonte: o
autor)
Comentário: neste local, devido ao faturamento, houve dificuldade na recuperação do
testemunho e também ocasionou da perda do fluido de perfuração e consequente falta
do retorno.
97
Capítulo 8
8 – ECONOMIA E SEGURANÇA
8.1 – VIABILIDADE ECONÔMICA
O estudo abaixo (Tabela 8.1) focado na visão da contratante para pagamento mostra que
somente o ganho em produtividade, de 7 (sete) para 5 (cinco) dias, incidindo nos custos
fixos, refletiria em uma economia de R$ 13.242,00 no furo ALGFD00134.
Tabela 8.1 – Estudo de viabilidade econômica – Visão da Contratante para Pagamento (Fonte: o autor)
A tabela 8.2, mostra uma economia com mão-de-obra na fiscalização de sondagem de
R$ 8.800,00, isto mantendo a fiscalização da contratante e de segurança.
98
Tabela 8.2 – Estudo de viabilidade econômica – Economia com mão-de-obra (Fonte: o autor)
A figura 8.3 mostra uma economia obtida de R$ 2.768,77 com o consumo de coroas
caso o furo tivesse sido controlado.
Tabela 8.3 – Estudo de viabilidade econômica – Economia com consumo de coroa (Fonte: o autor)
Somente com os dados das três tabelas acima, permitiu ganho de R$ 24.810,77 (Tabela
8.4). A falta de acesso aos dados da contratada com os gastos na execução do furo, que
certamente representa um valor expressivo, impediu medir esta economia neste estudo.
Contudo, em virtude ao ganho na produtividade, pode-se afirmar ganhos em itens, tais
como:
Redução com consumo de combustível;
Redução com transporte;
Redução com folha de pagamento;
Redução com alimentação;
99
Tabela 8.4 – Estudo de viabilidade econômica
Economia com Produtividade, mão-de-obra e coroas (Fonte: o autor).
A tabela 8.5 mostra os custos com implantação do sistema EDR, perfazendo um total de
R$ 27.840 para cada sonda. Ressalta a cotação do dólar em alta, portanto a relação com
os custos atuais que já é atraente, poderá se tornar mais interessante ainda.
Tabela 8.5 – Estudo de viabilidade econômica – Custo de Implantação do EDR (Fonte: o autor).
Apenas a título de exemplo, a tabela 8.6 mostra uma economia na ordem de R$
800.000,00 numa campanha de sondagem de 100.000 metros apenas com consumo de
coroas.
Tabela 8.6 – Estudo de viabilidade econômica. Economia com coroas numa campanha de sondagem
(Fonte: o autor).
100
8.2 – ASSOCIAÇÃO DO EDR COM SISTEMA DE SEGURANÇA
Sugere-se como complemento ao sistema EDR a implantação de um sistema de
filmagem (Figura 8.1) para melhor controle e acompanhamento não só da operação de
sondagem, mas principalmente dos itens relacionados à segurança, que são prioritários a
Vale. Este sistema permitirá, assim como na operação do EDR, o monitoramento à
distância (Figura 8.2) voltado para utilização dos EPIs, atos inseguros, condições
inseguras e outros, ou seja, o sistema será mais uma ferramenta de prevenção de
acidentes e valorização da vida.
Figura 8.1 - Câmera de filmagem móvel de longo alcance (Fonte: o autor)
101
Figura 8.2 - Painel de visualização do sistema de filmagem (Fonte: o autor)
102
Capítulo 9
9 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
9.1 – CONCLUSÕES
A implantação do sistema EDR para controle dos parâmetros operacionais será
de grande valia no acompanhamento da sondagem rotativa diamantada, visto
que, propiciará ganho econômico, operacional, em qualidade e segurança;
A eficácia do sistema, por se tratar de inovação e mudança de cultura na
sondagem rotativa diamantada, dependerá de um período para amadurecimento,
treinamentos e envolvimento dos usuários;
Com a quantidade de informações, obtidas somente de um furo, ainda não será
possível definir um PRO (“Furo de Correlação”) para os profissionais
envolvidos na sondagem, mas será possível, através de um banco de dados de
um determinado alvo com a evolução do monitoramento;
O sistema permite acompanhar e monitorar a perfuração, inclusive enviar
instruções para o sondador em tempo real;
O sistema permite a interpretação através do monitor, de qual operação o
sondador faz no momento (furando, manobrando, destrancando, embuchando,
parado, etc);
Diminuirá significativamente a necessidade de fiscalização no campo,
propiciando ganhos em economia e exposição ao risco, pois a grande parte da
fiscalização poderá ser feita à distância;
Possibilidade de substituição do Boletim de Sondagem atual por um boletim
eletrônico, mais consistente, que sairá diretamente do EDR;
103
A composição de fluido de perfuração, adequada ao tipo de formação rochosa,
permite alterações dos parâmetros operacionais, por exemplo, alta rotação em
rocha friável;
Um pequeno problema operacional sem ser controlado pode comprometer muito
o resultado global do furo;
O sistema fornece dados que auxiliam na gestão da equipe;
Os dados mostram que a produção (taxa de avanço) foi privilegiada em
detrimento à recuperação, respeitando o limite para pagamento total (>80%);
As correlações entre as ferramentas utilizadas validam os resultados da
perfuração;
Por se tratar de projeto piloto (duração de curto prazo), o cabeamento e sensores
utilizados no sistema ficaram vulneráveis a rompimentos e desconexões, devido
ao atrito com outros objetos e componentes da sonda;
A implantação do sistema EDR trará ganhos na gestão da sondagem para a
contratante, como também para a executora;
9.2 - RECOMENDAÇÕES
Implantação do sistema EDR em todas as sondas, inclusive com a
funcionalidade de instrumentação com o “analisador do fluido de perfuração”,
acompanhado de treinamentos para operadores, fiscais de sondagem, geólogos e
equipe da contratante que faz a gestão da sondagem;
Implantação de uma sala de controle para gestão da operação de sondagem;
Construção de módulo compacto e exclusivo para alimentação de energia
elétrica do sistema EDR, independente do sistema da sonda, além de proteção
mais robusta do cabeamento e sensores;
104
Substituição do Boletim de Sondagem atual por um boletim eletrônico que sairia
automaticamente do EDR;
Em paralelo ao EDR, que não objetiva monitorar situações de risco e atos
inseguros, sugere-se, como complemento, a implantação de um sistema de
filmagem, para monitoramento de segurança e 5S;
Embora este estudo tenha mostrado ganhos consideráveis, é necessário um
acompanhamento num prazo mais extenso para confirmação e otimização dos
valores;
Por se tratar de uma atividade carente de estudos específicos, sugere-se mais
estudos neste assunto, que certamente proporcionarão além de ganhos
científicos, avanços tecnológicos e redução de custos.
105
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I
ANEXOS
Anexo I. BOLETIM DE SONDAGEM
II
Anexo II. LOG GERADO PELO SISTEMA EDR
III
Anexo III. LOG DA PERFILAGEM GEOFÍSICA
IV
Anexo IV. DESCRIÇÃO GEOLÓGICA
V
Anexo V. DESCRIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA
VI
Anexo VI. MEDIDAS DE DESVIO
VII
Anexo VII. FOTOGRAFIA DOS INTERVALOS DESCRITOS